由于自然影响、人为因素等原因,露天砂岩文物受到了不同程度的破坏。因此,应尽快采取有效措施保护这些文化瑰宝。如今已开发出许多石材保护材料,如丙烯酸脂（B72）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、环氧树脂（EP）。但这些有机材料与无机石材间物理、化学性质差异大,难以满足现在的保护要求。因此,出现了许多新型材料的研究。无机SiON材料能与砂岩形成稳定的Si-O-Si键,且具有很好的相容性,可以长期对砂岩文物起到封护固化的效果。本文目的是评估SiON作为砂岩防护材料的保护效果和耐久性能,筛选出具透气性、憎水性、耐紫外老化和耐候性的SiON材料。（1）低温固化全氢聚硅氮烷（PHPS）制备SiON涂层的性能研究。设计正交试验探究催化剂1-二甲基氨基-2-丙醇（DMAPO）浓度、固化温度、固化时间和湿度对PHPS固化的影响。通过FTIR半定量分析得出制备SiON涂层的最优组合为DMAPO用量1.5%、固化温度80℃、固化时间6 h和湿度40%。选用SiON、B72、PDMS、EP作为封护材料,通过提拉法将防护材料应用在砂岩表面,分析不同材料对砂岩的保护效果。结果表明:应用无色透明的SiON防护材料后砂岩色差值ΔEab*=1.36,色差表现稳定;SiON涂层中亲水孔壁上的水分子凝聚度较低,经SiON处理后砂岩的水气输送参数ΔVP为-11.7%,保证岩体内外水气传输平衡;SiON防护的砂岩具有优异的阻隔性,防止可溶盐在砂岩内部积累结晶,在耐候性测试过程中相比B72、PDMS、EP处理石质的质量变化率小,耐候性显著增强;SiON处理的砂岩耐酸性强,模拟酸雨测试能保证基底不受酸侵蚀。（2）疏水SiON-SiO2涂层的性能研究。为提高SiON涂层耐污性和憎水性,采用改性剂乙烯基三甲氧基硅烷、硅烷偶联剂G-570、硬脂酸对纳米SiO2颗粒进行表面修饰,最后将处理过的SiO2与PHPS溶液混合制备SiON-SiO2涂层。结果表明:高浓度的纳米SiO2施用于砂岩会导致表面变白,1.5%纳米SiO2被添入SiON涂层中不会造成可视的外观变化;纳米粒子大量负载在砂岩表面,表面上粗糙的微纳米结构有利于提高砂岩的疏水性,疏水处理的砂岩的表面毛细吸水系数较空白组试样至少降低了59%;近球形的液滴形状减少污染物与砂岩之间接触,避免污染物沉积在表面孔隙中,耐污性测试显示耐污等级小于Ⅰ;疏水处理的砂岩不容易被水浸湿,导致砂岩外部沉积大量可溶盐并发生层状剥落现象,耐候性较空白试样最大下降23.9%。（3）疏水TX-100/SiON-SiO2涂层的性能研究。为避免盐结晶加剧砂岩风化,在砂岩表面制备了多功能的双层涂层,底层由不同浓度（0.1-0.5 mmol/L）的曲拉通X-100（TX-100）组成,顶层由SiON-SiO2涂层组成。结果表明:砂岩表面润湿性受顶层SiON-SiO2涂层润湿性影响,经双层处理的砂岩试样静接触角高达110°,毛细吸水系数至少降低50%;TX-100与砂岩的相容性好,可以降低疏水与亲水界面之间的差异,处理试样耐候性较空白试样提高42.8%以上;低浓度（0.1-0.3mmol/L）TX-100制备的涂层保证砂岩在紫外老化过程中色差表现稳定,由高浓度（0.4-0.5 mmol/L）TX-100制备的涂层与砂岩间结合不良,紫外老化后防护砂岩色差值ΔEab*＞3,产生肉眼可见的色差改变。综合来看,TX-100以0.3 mmol/L的浓度制备的TX-100/SiON-SiO2涂层保持了砂岩良好的颜色稳定性和透气性,提高了砂岩的拒水性、抗紫外线老化性和耐候性,最大限度地减少室外砂岩的风化率。