鸟粪层磷灰石矿化过程模拟及新型膜保护材料的制备研究

根据鸟粪层磷灰石的矿化机理,借鉴溶胶-凝胶法选用高化学活性物质的做法,开展了在常温常压条件下制备羟基磷灰石(HA)新方法的研究.结合鸟粪层磷灰石含硅的特点,引入少量的正硅酸乙酯,得到了一种新的抗风化表面保护材料.制备工艺以CaO的乙二醇溶液和P2O5的乙醇溶液为前驱体,反应过程常温常压条件下进行,无需调节pH值,操作简单,适合于大面积操作.在汉白玉石材表面使用后,场发射扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(SEM-EDAX)等仪器分析表明所得含硅钙磷酸盐保护膜层与石材结合牢固、结构有序而致密.电导分析表明该保护薄膜能耐受pH=3～4的盐酸的侵蚀,耐酸性良好;对疏松岩石的仿制样品进行加固的结果表明,其抗压强度比空白仿制样品提高了8.5倍;亲水-憎水性检测结果表明,经表面保护的白玉石材与未保护前相比,对水的接触角基本保持不变.为开拓新的石质文物、建筑材料以及山石岩体的保护材料提供了思路.