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石材清洗领域中激光清洗已逐渐取替传统清洗方法

  激光清洗在众多清洗领域中占据了不可取替的地位,不仅因为激光具有高亮度,高方向性、高单色性和高相干性的特点,这都是普通光源所无法比拟的。还有利用激光的高亮度,经过透镜聚焦后,能在焦点附近产生上千万度甚至上万度的温度,所以与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比,激光清洗具有明显的优点。

         

  激光清洗它高效、快捷、成本低,对基片产生的热负荷和机械负荷小,清洗为非损伤;废物可回收,无环境污染;安全可靠,不损害操作人员健康;多功能,可以清除各种不同厚度、不同成份的涂层;清洁过程易于实现自动化控制,实现远距离遥控清洗等。

  从方法上分析,激光清洗方法有4种:1.激光干洗法,即采用脉冲激光直接辐射去污;2.激光+液膜方法,即首先沉积一层液膜于基体表面,然后用激光辐射去污;3.激光+惰性气体的方法,即在激光辐射的同时,用惰性气体吹向基体表面,当污物从表面剥离后会立即被气体吹离表面,以避免表面被再次污染和氧化;4.运用激光使污垢松散后,再用非腐蚀性化学方法清洗。目前,常用的是前3种方法。第4种方法仅见于石质文物的清洗中。

  目前国内外石质文物表面污染物清除技术包括化学清洗、激光清洗、蒸汽喷射清洗、粒子喷射清洗等。在各种清洗技术中,化学清洗最大的困难是难以判别残留物对文物的远期影响,另一个问题是容易造成环境污染;蒸汽喷射清洗技术,用于表面已劣化的石质文物会因为蒸汽的高温而造成岩石内外热胀不均,从而导致应力破坏;粒子喷射清洗技术会磨损石质文物的表层,特别是一些棱角部位。唯激光清洗技术能实现精密定位、精确清洗,并且不污染环境,不会对文物本体造成损害。

  用激光清除石质文物表面的污垢有其独特的优势,它能够十分清确地控制光束在复杂的表面上移动,清除污垢而不损伤文物石材。例如,1992年9月,联合国教材文组织的世界文化遗产保护组织为纪念该组织创建20周年,对十分著名的英国亚眠大教堂进行了维修,亚眠大教堂西侧圣母门十分精美的大理石雕刻是工程的关键。在为期一年的圣母门维修工程中,维修人员借助于激光,用激光光束除去了覆盖在大理石雕刻花纹上几毫米厚的黑色垢层,大理石表面原来的色泽体现出来,使精美的雕刻重现光彩。又如,英国最重要的石雕收藏处之一的英斯布伦蒂尔的石雕收藏品经激光清洗后,也得到同样的效果。

  石雕和石刻等年代久远的高档石质艺术品,由于其极精细和易损的表面结构,成为激光清洗技术应用最早的领域。人们发现,人们用电子显微镜观察激光清洗后的石雕表面,发现激光清洗后石头的结构没有变化,被清洗的表面既光滑又平坦,没有损伤。这跟用微粒子喷射法(喷砂法)清洗后的表面完全不同。微粒子喷射法清洗后大理石表面结构的损伤是难以避免的,特别是对已有硫酸盐垢层的大理石表面。电子显微镜的观察还发现,激光照射后,表面下岩石材料的各项性质既无退化,也无改变。目前,用激光清洗石灰后,大理石等高档石质材料表面污垢的工作已成为一项新的很有前途的业务项目。除了对石质材料的清洗外,激光清洗在玻璃、石英、金属、模具、牙齿、芯片、电极、磁头、磁盘以及各种微电子产品的清洗中都有很好的效果,已经有了一定的应用。

  用激光清洗大理石等高档石质材料和石质文物表面污垢的工作已成为一项很有发展前途的业务项目,相信随着激光器的发展和不断完善,激光清洗将会在各种清洗领域里得到越来越多的应用。


石材清洗领域中激光清洗已逐渐取替传统清洗方法 https://www.xnxqsc.com/Article/158.html

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