[其他]花崗石上蝕刻字畫的化學(xué)溶解液及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87103172
• 申請(qǐng)日: 1987-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN87103172A
• 公開（公告）日: 1988-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局地質(zhì)礦產(chǎn)研究所
• 主分類號(hào): B44C1/22
• 分類號(hào): B44C1/22;B44C1/165
• 代理公司: 地質(zhì)礦產(chǎn)部專利代理事務(wù)所
• 代理人: 沈志海

本發(fā)明涉及在花崗石上蝕刻字畫的化學(xué)溶解液及方法。

自古以來(lái)，人們采用手工的方法雕刻花崗石，而花崗石硬度很高，構(gòu)成花崗石的礦物石英，其硬度為7，長(zhǎng)石、橄欖石為6.5，角閃石、輝石為6。這樣的硬度小刀已無(wú)能為力。因此靠斧鑿刀刻的手工方法雕刻花崗石，速度慢，質(zhì)量差，價(jià)格貴。鑒于此，人們發(fā)明了一種射流流噴砂法雕刻碑文。這種方法雖然將雕刻藝人的繁重體力勞動(dòng)減輕一些，但又產(chǎn)生了缺點(diǎn)，就是操作時(shí)噪聲大，噴出的碎屑易使人得矽肺病，而且由于要用砂的沖勁同花崗石摩擦，才能慢慢地把字體部位的花崗石磨掉，故效率低，精度差。我們經(jīng)人工及國(guó)際聯(lián)機(jī)檢索，雖然發(fā)現(xiàn)有關(guān)于酸腐蝕硅酸鹽的報(bào)導(dǎo)，但它為非定位定向的，且其目的只是分析硅酸鹽礦物切面上的薄層結(jié)構(gòu)。故至今還未查閱到改變上述雕刻方法的文獻(xiàn)資料。

本發(fā)明的一個(gè)目的，就是要克服已有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種花崗石板上蝕刻字畫的化學(xué)溶解液，另一個(gè)目的就是要提供一種在花崗石上定向定位蝕刻字畫的方法。

本發(fā)明基于如下原理：花崗石板材的種類分為花崗巖，閃長(zhǎng)巖，輝長(zhǎng)巖，這些巖石主要由石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石、橄欖石等礦物組成。其結(jié)晶化學(xué)屬于硅酸鹽類。除石英為游離的SiO₂外，其它的都以硅氧四面體〔SiO₄〕^-4作絡(luò)陰離子形式出現(xiàn)。硅氧四面體是硅酸鹽礦物的基本構(gòu)造單位，以此為基礎(chǔ)與各種陽(yáng)離子配位，形成了各種不同結(jié)構(gòu)類型的硅酸鹽礦物，如鏈狀結(jié)構(gòu)的輝石、角閃石，層狀結(jié)構(gòu)的云母，架狀結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)石。如若何種化學(xué)溶解液能把硅酸鹽礦物結(jié)晶格架中的〔SiO₄〕^-4溶化，那么這種礦物的整個(gè)晶體結(jié)構(gòu)則會(huì)全部崩潰，化固體為溶液。

經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究，反復(fù)試驗(yàn)，我們掌握了一套在花崗石上蝕刻字畫的溶解液配方。總體來(lái)說(shuō)，該溶解液需用到H₃PO₄，HF，HCl，H₂SO₄和HNO₃，但不同性質(zhì)的花崗石（酸性，中性，基性）的配方又有所不同，在下面分別描述：

化學(xué)性質(zhì)為酸性的花崗石板材，如花崗巖，這種板材的化學(xué)成份以SiO₂為主（在62%以上），鎂鐵含量較低（3%以下），礦物組成以石英，架狀結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)石和層狀結(jié)構(gòu)的云母為主，含鐵量高的輝石和角閃石只占少數(shù)。這種板材從化學(xué)成份上看，主要是由弱酸性和弱堿性成份組成的。基于這個(gè)因素，應(yīng)采取以強(qiáng)酸為主的溶解液，HNO₃15～24%，H₂SO₄17～25%，H₃PO₄18～26%，HF38～45%。此比例易于促使各種礦物同步溶解，不致造成滯溶礦物。溫度控制在55℃±5℃范圍內(nèi)為妥。主要化學(xué)反應(yīng)是HF先溶解SiO₂及由SiO₂構(gòu)成的硅氧四面體的絡(luò)陰離子。當(dāng)結(jié)構(gòu)格架中絡(luò)陰離子被溶解后，陽(yáng)離子的鋁、鈉、鈣、鐵等也就不溶自解了。其代表性的化學(xué)反應(yīng)為：

化學(xué)性質(zhì)為中性的花崗石板材，如閃長(zhǎng)巖，這種板材的化學(xué)性質(zhì)，礦物組份都屬于酸性與基性花崗石之間。由此推理，所采用的溶解液種類，濃度比及蝕刻時(shí)的溫度介于二者之間是可行的。溶解液的配比為：HCl10～18%，H₂SO₄15～24%，H₃PO₄25～34%，HF32～40%。溫度為58℃±5℃。實(shí)驗(yàn)證明：這樣配制的溶解液能夠同步溶解各種礦物，也能使字畫邊界平整，深淺得當(dāng)，真實(shí)感強(qiáng)。