干冰清洗机在陶瓷文物清洗中的应用

上海博物馆的瓷器修复工艺历史悠久，作为一项传统的技艺流传至今，已形成了一套完整的修复工艺流程，修复师对每一个操作步骤都力求完美，因为每个环节都对最终修复效果都至关重要。修复师开展修复工作时，首先进行的工作就是清洗，文物清洗的传统方法主要有物理清洗与化学清洗两种。具体如下：
 
一、化学清洗

1、有机类试剂如丙酮等，这类试剂由于其高挥发性，毒性较大，对操作人员、环境都存在不少的危害，虽然效果尚可，但不利于长久发展。

2、低浓度双氧水等强氧化类试剂，清洗效果一般，刺激人体的气体相对较少，但对于低温釉的瓷器类可能存在隐患。

3、离子型与非离子型洗涤剂，离子型试剂应用范围较小，非离子型试剂应用面更广泛，在实际操作中对人体的影响较小，清洗能力较温和，但需要较长时间进行处理。

二、物理清洗

1、使用手术刀片、锉刀等工具，操作过程中易损伤器物。

2、超声波清洗技术，该技术是目前较好的清洗手段，效率较高，但对于处理环氧树脂，这类稳定性较强的杂质效果较差。

随着科学技术的持续发展，如何合理地运用好最新的清洗技术，是当今文物修复师们面临的一个难题。文物的保存状况各异，有出土器物、沾满各种钙质、硅质等难溶沉淀物，也有经过修复的器物，有环氧树脂等较难去除的粘合剂，以及一些传世器物日积月累的油脂污垢等。而在文物清洗的过程中，老化的环氧树脂往往是最难清除的，环氧树脂的粘附性强，化学性稳定，强度较大，可逆性比较差。在去除这类物质时，需要使用多管齐下的手段进行清除，但使用的试剂大多毒性较大。因此，修复师一直在寻找更环保、更便捷的清洁手段，在不损伤文物的基础上，进一步改进清洗环节的技术。近年来，业内人士发现采用干冰清洗技术应用在清除瓷器表面的环氧树脂及污迹效果显著，可谓立竿见影，对瓷器的釉面未造成损害，并且整个清洗流程非常的环保、无污染，清洗完毕只剩下污迹。

干冰清洗机目前主要应用于各大工业类行业电子、电力、石化、模具行业等，主要优势在于能做到无损清洗，可以用于需无损清洗的零部件。因此，干冰清洗机的特点与环境无污染性的优点逐渐受到各行各行人们的关注与研究。国外目前已将干冰清洗机应用于文物的清洗，主要针对文物建筑表面，文化遗迹的清洗修复工作。工作原理如下：

干冰是二氧化碳的固态形式，在常温下是无色无味的气体，在空气中约含0.03%。干冰在常压下，固体直接升华，能使周边温度降至－78℃左右，没有液化的过程，并且干冰颗粒的硬度一般，作为清洗介质对清洗对象表面损伤非常小，清洗完后，就只有污垢会剥离，不会产生额外的杂质及污染物。另外，二氧化碳是发酵过程和石油精炼过程中产生的副产品，不用特意去制造二氧化碳，从而造成环境污染。
 
干冰清洗机在陶瓷文物清洗中的原理主要有以下三个：

1、干冰通过干冰清洗机在高压气流中加速，通过喷嘴冲击清洗的物体，所造成的的冲击力可以破坏污垢层与物体之间的粘合力，同时吹走部分污迹。

2、干冰气化时带来特殊现象，这是清除力的主要来源。干冰在气化过程中，由于干冰颗粒温度低，在瞬间吸收大量的热，将影响部分粘合剂、污垢的物理性质，甚至是稳定性非常高的环氧树脂，其结构也将被破坏，使脆性加大，使环氧树脂与其他污垢剥离于器物表面，正因为是两种具有不同膨胀度的不同材料，两者之间的温差将造成互相剥离。

3、干冰颗粒在常温常压下会迅速膨胀成气体，体积膨胀近800倍，这样将在器物表面形成“微型爆炸”，将污垢层吹扫剥离。

在干冰清洗机工作中，加速的干冰颗粒冲向器物表面，此时需要适当调节干冰输出量，否则会影响清洗效果，干冰在加速度的力量下冲入污迹内，对污迹产生一定的切剪作用。

干冰带来的低温使表面温度下降，增大脆性，并同时发生气化，干冰急速膨胀达800多倍，将带走细缝中的颗粒污迹。所以将该技术引进文物清洗中，必须选择底材比较稳定，坚固的对象进行实验，如果底材脆弱可能受不了加速后的干冰颗粒造成损坏的情况，将瓷器表面的釉层打破或者伤及胎体。