一种壁画修复用灰膏材料制备设备及壁画修复工艺

本发明涉及灰膏材料制备，特别涉及一种壁画修复用灰膏材料制备设备及壁画修复工艺。

背景技术：

1、壁画作为珍贵的历史文化遗产，承载着丰富的艺术价值、历史信息和文化内涵，然而，随着时间的推移，壁画遭受自然侵蚀、人为破坏等因素影响，会出现褪色、开裂、剥落、霉变等各类损伤，需要定期进行修复保护工作。随着西方现代修复理念的渗透，文物修复的可识别原则日益得到重视，我国出版的《中国文物古迹保护准则》规定经过修复处理的部分应与原物部分既相协调，又可识别。现阶段，国内壁画修复领域尚未找出良好的方法来处理壁画文物修复部位与原件的“和而不同”的问题，文物修复“可识别”仍是业界难题。此外，传统的修复记录方法多为手写记录，不仅容易损坏、丢失，缺乏对修复信息的长期记录和管理，导致后续的维护和研究工作难以开展，而且无法与壁画紧密关联，提供实时交互体验。以一种更为便捷、智能、高效、实时的方式实现对文物修复历史的全过程记录具有重要意义。

2、目前的壁画修复用灰膏材料制备设备及壁画修复工艺，发现至少存在如下技术问题：

3、第一，在壁画文物修复领域，传统的灰膏材料制备通过一根圆杆对石灰膏进行搅拌，往往较为简单粗糙，缺乏温度控制和高效的搅拌混合机制，导致其性能在制备过程中发生变化，影响后续的修复效果，而且搅拌方式单一，无法使石灰膏与其他添加材料充分均匀混合，使得修复用的灰膏材料质量参差不齐，难以达到理想的修复要求。

4、第二，传统的修复记录方法多为手写记录，不仅容易损坏、丢失，缺乏对修复信息的长期记录和管理，导致后续的维护和研究工作难以开展，而且无法与壁画紧密关联，提供实时交互体验。

5、第三，在壁画文物修复中，以往所使用的石灰膏在抗拉强度方面往往存在不足，容易出现收缩开裂的问题，而且在嵌入nfc兼容微型芯片等增强或监测元件时，由于石灰膏自身的性能缺陷，常常导致应力分布不均，影响壁画表面的完整性和稳定性，降低了修复效果的持久性。

6、第四，目前的考古信息多由考古所整理保存，陈列展览信息则多由博物馆记录，修复信息则大多掌握在修复部门手中，分散式的信息记录保存方式导致了各类信息的分散性和孤立性，文物修复人员、研究人员、管理人员以及普通参观者难以根据自身需要便捷、全面地获取壁画修复细节、历史变迁、创作背景等深层次信息。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种壁画修复用灰膏材料制备设备及壁画修复工艺，以解决上述的问题。

2、一种壁画修复用灰膏材料制备设备，包括外层桶，所述外层桶圆周内壁固定安装有连接板，所述连接板内壁固定安装有内层桶，所述内层桶内滑动安装有升降层板，所述升降层板上固定安装有第一搅拌杆，所述升降层板固定安装有套筒杆，所述升降层板上设有转动盘，所述转动盘上固定安装有第二搅拌杆，所述转动盘上设有特制刮板，所述特制刮板上套设有轴承，所述轴承上套设有盖板，所述套筒杆内壁通过螺纹安装旋转螺杆，所述旋转螺杆上贯穿固定安装有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮上啮合有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮上穿插固定安装有转轴，所述内层桶内壁设有t形块，所述t形块上固定安装有限位套筒，所述盖板上设有加料管，所述加料管滑动安装在限位套筒内。

3、优选的：所述外层桶与内层桶之间设有水槽，升降层板上的第一搅拌杆数量为四个，所述第一搅拌杆与限位套筒对齐，所述转动盘下端通过转动滑动安装在套筒杆内，所述第二搅拌杆的数量为四个，所述转动盘上端开设有安装槽，所述特制刮板限位滑动安装在转动盘开设的安装槽内，所述轴承的外表面圆周等距开设有两个限位滑槽。

4、优选的：所述外层桶底部固定安装有十字架板，所述旋转螺杆下端转动套接在十字架板内，所述转轴贯穿转动安装在外层桶和内层桶上，所述外层桶侧端固定安装有正反电机，所述正反电机通过输出轴与转轴固定连接，所述外层桶、内层桶和连接板之间通过螺纹贯穿安装有锁紧螺杆，所述锁紧螺杆的端部贴合在t形块的侧端，所述内层桶内壁开设有t形滑槽，所述t形块限位滑动安装在内层桶开设的t形滑槽内。

5、优选的：所述盖板上设有两组对轴承进行固定的快拆机构，所述快拆机构包括限位套筒，所述限位套筒上贯穿滑动安装有导向杆，所述导向杆固定安装在盖板内，所述导向杆上套设有复位弹簧，所述复位弹簧固定安装在盖板和卡接杆之间，所述卡接杆侧端滑动安装在轴承开设的限位滑槽内，所述特制刮板上开设有限位槽，所述特制刮板开设的限位槽内设有手动摇杆所述盖板上设有两组对轴承进行固定的快拆机构，所述快拆机构包括限位套筒，所述限位套筒上贯穿滑动安装有导向杆，所述导向杆固定安装在盖板内，所述导向杆上套设有复位弹簧，所述复位弹簧固定安装在盖板和卡接杆之间，所述卡接杆侧端滑动安装在轴承开设的限位滑槽内，所述特制刮板上开设有限位槽，所述特制刮板开设的限位槽内设有手动摇杆。

6、一种壁画修复工艺，包括壁画文物、nfc兼容微型芯片和灰膏材料，具体包括以下步骤：

7、s1：在混合前应将石灰膏陈伏两个月时间、使石灰膏氢氧化钙含量大于90%，所用苎麻纤维天然、无霉腐，用木槌敲砸苎麻纤维三十分钟，直至其成为絮状，控制纤维长度为十毫米；

8、s2：将石灰膏倒入内层桶内部，通过外层桶上端的加水口进行温水加注，将十五至三十度的温水加满外层桶和内层桶之间的水槽，外层桶和内层桶之间的温水可以对内层桶内部的石灰膏进行保温，将盖板盖上，其上端固定的加料管是穿插在限位套筒内的，盖板稳定在内层桶上端，将手动摇杆插入特制刮板上端的限位槽内；

9、s3：将长十毫米的苎麻纤维和防霉抑菌剂、有机紫外荧光粉少量多次的通过加料管加入内层桶内部（其中，石灰膏：有机紫外荧光粉：苎麻纤维之间的质量比是100:25:1），同时操作人员通过手动摇杆进行转动，手动摇杆带动特制刮板进行转动，特制刮板带动转动盘进行转动，转动盘下端的四个第二搅拌杆便会对石灰膏进行搅拌，将石灰膏与苎麻纤维混合在一起，同时操作人员控制正反电机，正反电机通过输出轴带动转轴进行转动，转轴通过第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，带动旋转螺杆进行转动，旋转螺杆与套筒杆之间只有螺纹连接处的位置处是螺纹连接的，旋转螺杆反向转动，因为旋转螺杆与套筒杆之间的螺纹卡接而固定，让旋转螺杆通过套筒杆带动四个第一搅拌杆转动，对石灰膏与苎麻纤维进行搅拌混合；

10、s4：石灰膏与苎麻纤维混合完成后，取下盖板，将盖板与特制刮板分离，将转动盘和四个第二搅拌杆从内层桶内拿出，使用特制刮板对石灰膏与苎麻纤维混合而成的灰膏材料刮擦，将其涂覆在壁画文物上，确保纤维定向排列，为后续nfc兼容微型芯片嵌入做准备，nfc兼容微型芯片采用多层结构设计，内层用环氧树脂对信息储存芯片进行镶嵌，外层涂刷有机硅防水材料，nfc兼容微型芯片长宽小于7mm，厚度小于2mm，所用材料与植物纤维化学性质兼容，避免长期接触产生不良反应，当灰膏材料距壁画文物上表面二至五毫米左右时，将nfc兼容微型芯片水平嵌入灰膏材料中，利用纤维之间形成的纤维网及灰膏自身的粘结作用实现对nfc兼容微型芯片的固定，嵌入nfc兼容微型芯片后继续涂抹灰膏材料；

11、s5：对修复后的壁画文物进行干湿循环，30次循环后检测修复部位与原文物处未出现裂隙，使用365nm的紫光照射，其发光强度良好，可较好指示芯片位置，用手机靠近nfc兼容微型芯片部位5厘米内，可识别到修复部位的nfc兼容微型芯片并弹出相应链接，点击链接后可阅文物各类信息，相关人员可快速判断该壁画样品是否经过了修复处理，将修复后的壁画文物置于相对湿度为90%的高湿环境下，60天后再次用手机靠近nfc兼容微型芯片部位5厘米，检测是否识别到修复部位的nfc兼容微型芯片。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、一：本发明通过在该设备上配备的第一搅拌杆和第二搅拌杆，通过转动手动摇杆带动第二搅拌杆搅拌，同时正反电机驱动第一搅拌杆搅拌，两者协同工作，能最大效率地提高石灰膏与苎麻纤维混合的效率，使灰膏材料混合更均匀，使得在壁画文物修复时，可以起到更好的效果。

14、二：本发明通过在外层桶与内层桶之间设有水槽，然后在其内部加注十五至三十度的温水后，由于外层桶和内层桶为不锈钢材质，温水能对内层桶内部的石灰膏进行辐射热度，使得石灰膏在搅拌混合时，保持在这个温度下，从而有助于维持石灰膏的性能。

15、三：本发明通过设置的特制刮板，功能多样，它能在制备阶段作为连接轴，带动第二搅拌杆转动，有效搅拌石灰膏与苎麻纤维，制备完成后，又可轻松拔出，用于在壁画文物上刮擦灰膏材料，确保纤维定向排列，为嵌入nfc兼容微型芯片做准备，简化了操作流程，提升了设备的实用性与便捷性。

16、四：本发明内的苎麻纤维在掺入石灰膏内后，可显著提高修复用灰膏的抗拉强度，抑制其收缩开裂，同时，可减少nfc兼容微型芯片嵌入后灰膏本体可能会出现的应力不均现象，保证壁画表面的完整性，其主要工艺材料与古代壁画传统材料保持一致，保证了修复材料与原材料的兼容性，修复部位与原壁画和谐统一。

17、五：本发明提供的芯片材料与修复材料的结合，突破了原有标识与文物本身分体化的局限，真正实现了壁画信息标识与文物本体的紧密结合，使文物拥有了“连体式身份证”，为后续确认文物身份、防止假冒赝品、保护文物安全提供了一种新方法、新思路。

18、六：本发明通过加入防霉抑菌剂，有助于提高该壁画修复材料的应用范围及应用环境，加入荧光材料，有助于快速识别修复部位，即芯片植入区域，为后续信息获取奠定基础，实现了在不接触文物本体的同时又能快速识别修复部位，实现了文物修复可识别又美观的业界难题。

19、七：本发明通过nfc技术与内置芯片的感应作用，与现有修复信息记录方法相比，不仅克服了原有信息分散式存储的局限性，突破了信息查询时间和空间上的限制，还实现了文物各类信息全过程记录、文物信息永久存储，改善了现有信息记录、查阅不及时、不全面的现状，是将文物信息储存过程数字化、动态化的创新实践。