激光在石材清洗中的应用

        石材雕刻和石材雕塑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，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。图1为奥地利的文物保护工作者用带有关节臂的YAG激光对14世纪中叶的St.Stephen大教堂上的石雕进行石材清洗。

        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。