中国北方干燥地区出土糟朽漆器加固材料及修复方法

为探索一种适合于我国北方干燥地区出土糟朽漆器保护的材料和方法,从而解决这类漆器的保护问题。通过试验比较,以水、乙醇和丙三醇作为中国古代北方干燥地区出土漆器漆皮的回软修复材料;选用乳液型粘合剂与纸、绢、古代木材作为回软漆皮的加固材料;选用聚乙二醇乙醇溶液与Paraloid B72丙酮溶液为渗透加固剂,对三件糟朽漆器加固取得很好的效果。实验表明,本方法为中国北方干燥地区出土糟朽漆器的保护修复,提供了一种科学易行的方法和材料。     

砂岩文物加固材料与实验室工艺研究

风化砂岩文物的加固是文物保护的重要课题。在本研究中,选择与严重风化的云冈石窟石质文物材质相同的新鲜砂岩为研究对象,采用化学加速风化方法将石质试样进行风化模拟处理,使其风化程度接近于石窟文物本体。利用4种硅酸酯类加固材料和7种实验室工艺条件,对风化模拟石质试样进行加固处理。对处理后的石质试样进行渗透深度、色差、耐盐性、耐紫外老化、无侧限抗压强度性能测试,评估各材料与实验室工艺加固效果。经研究表明:不同材料对风化砂岩均有加固效果,其中硅酸乙酯及其低聚物材料加固作用明显;同种材料、不同实验室工艺条件下加固效果却不一样,减压浸渍法实验室工艺的加固效果最大。本工作结果将为砂岩类石质文物现场加固保护提供科学基础数据。     

基于凝胶法的古代壁画表面加固材料的去除技术模拟研究

为了延长古代壁画的寿命,保护工作者通常将一些现代高分子材料渗透到壁画颜料层,用以黏结加固濒危的壁画。这些材料对壁画的保护发挥了积极作用。但是随着时间的推移,有些材料已经开始劣化,逐渐丧失作用,有的甚至会加速壁画的破坏。因此,古代壁画表面失效加固材料的清除技术已经成为文物保护需要解决的重要科学技术问题。本项研究针对中国古代壁画4种常用黏结加固高分子材料,聚醋酸乙烯乳液、纯丙烯酸乳液、有机硅改性丙烯酸乳液和Paraloid B72树脂,开展了清除技术的实验室模拟研究。本工作使用目前最环保和高效的水凝胶清洗技术,设计制备了4种凝胶材料,制成16个凝胶配方,结合乙酸乙酯、对二甲苯、正戊醇、碳酸丙烯酯等清洗剂,从凝胶的工作性能、凝胶与清洗剂的相容性、清洗剂对壁画表面层的破坏性、对4种粘结加固材料的清除能力,以及粘结加固材料老化对去除率的影响等方面,在瓷板、玻片和模拟壁画上开展了系列实验研究,从中筛选出分别适合于清除这4种常用高分子材料的凝胶清洗方法,计算了去除率,初步摸清了相关技术数据。     

福泉山遗址出土象牙器应急保护研究

2010年福泉山遗址出土具重要考古价值的象牙器,腐朽状况十分严重,为了能妥善保存这批珍贵的文物,采用扫描电镜、X衍射、红外光谱、X荧光分析,对其微观形貌、物相、分子结构、元素组成进行分析.分析结果表明,出土象牙器主要成分为碳羟磷灰石,其内部有机成分已完全流失,微观结构中存在的主要多孔道直径因长期受地下各类盐的侵蚀变大,直径范围0.33 ～ 3.6μm.象牙器组成除了Ca,P外,还含有其它多种元素成分.这些元素成分来源于象牙长期地下埋葬环境中各种盐类的侵蚀所致.它干扰羟磷灰石结晶,使其结晶程度降低、晶格稳定性变差.因此,采用B72乙醇/丙酮(1/1,V/V)溶液,对两件象牙权仗、一件象牙权仗柄进行了脱水加固保护,经加固的象牙器强度明显增加,颜色自然.为了对后续出土象牙器的更好保护,研究在B72加固液中复配分子粒径分布较宽的可逆性树脂聚乙烯醇缩丁醛(PVE),以有利于加固液渗透进入象牙内部细小孔道.经检测复配PVE的B72加固液成膜后透光率、膜强度等性能均无明显变化.     

平遥弓村遗址出土猪骨骨架的现场保护及整体提取

为实施安全、有效的技术保护,采用低浓度Paraloid B-72丙烯酸树脂对出土于平遥弓村遗址,侵蚀严重、强度较低的猪骨骨架进行了现场保护加固处理。在此基础上实施了整体切割,套箱提取,完整的将其提取回实验室。结果表明,使用的方法合理,材料有效。保护工作对今后类似文物的现场保护和整体提取有一定的借鉴作用。     

唐墓彩绘文物的保护研究

针对唐代墓葬的几件彩陶文物和壁画的特殊要求,选择性能优良的保护材料对彩绘文物进行加固保护。通过X-射线荧光光谱仪和分光光度仪进行彩绘文物颜料成分分析,选用浓度为2%的B72和2%的改性B72加固保护彩绘文物,测试保护后文物的表面颜料粘结性、耐水性、耐酸碱等性能,同时选用分光光度仪和粘接强度仪测试光照老化后文物的颜料颜色和粘接强度的变化。试验结果表明,文物颜料主要成分包括铅丹、铅丹和朱砂混合物、土红以及石绿;加固保护后文物的粘结性、耐水性和耐酸碱度都有所提高,且改性B72的提高程度比B72大;光照老化后改性B72保护的彩绘文物颜料主波长、色纯度和亮度变化均小于B72的变化,改性B72的粘接强度提高指数是B72的3倍之多,粘接性能优于B72。综合对比可以看出,加入紫外线吸收剂的改性B72保护材料很好地起到加固和保护彩绘文物的作用,在彩绘文物加固保护材料的选择上具有借鉴和指导意义。     

陶质彩绘文物保护材料有效寿命预测方法的探索性研究

文物保护材料有效寿命的预测是文博领域十分关注的科学问题。为此,本研究通过对仿真样品进行多组平行老化实验,借鉴动力学方法探究环境对纯丙(纯丙烯酸乳液)、硅丙(有机硅-丙烯酸乳液)及B72(Paraloid B72)等保护材料有效寿命的影响。实验包括三个部分内容:一、测量仿真样品上保护材料在不同老化条件下的接触角及色度变化,以表征其耐候性;二、测量紫外光照射时间不同保护材料的可逆率变化,以表征其耐光性;三、对三种材料做热重分析,并利用热动力学原理预测其热老化寿命。所得结果如下:一、通过对仿真样品的老化循环可以直观地表达三种保护材料的耐候性,发现与文物本体的"相容性"是三种材料失效的主要原因,在不同组的老化实验中,可以看出三种材料各有优劣;二、通过测量几种保护材料的"可逆率"发现,紫外光照射下纯丙、硅丙、B72均符合二级反应,可以此为依据通过计算的方法推测保护材料在紫外老化条件下的耐久性;三、通过数据可知,在稳定、低温环境下,高分子材料的耐久性均非常优异。随着环境温度升高,保护材料的有效寿命会明显缩短。本研究探索的结果,可为现阶段较常使用的文物保护材料的寿命预测提供一些思路。     

无机有机原位复合材料加固保护脆弱陶质文物的研究

采用分光测色仪、差式扫描量热仪和傅立叶红外光谱仪研究碱催化原位复合纳米级SiO2-丙烯酸酯无机/有机复合材料的颜色、分解温度、分子结构以及耐老化性能等变化,利用扫描电子显微镜考察复合材料无机相和有机相的分散状况;测试将复合材料用于陶质文物样品的抗压强度、透气性、孔分布和微观形貌等加固保护性能.研究结果表明,加入5％～10％正硅酸乙酯材料的复合材料成膜透明,提高原有材料的热稳定性和耐光老化性能,水解缩合形成的纳米级SiO2分布于丙烯酸材料内部,有机材料包覆无机纳米颗粒;复合材料的加入提高了陶质文物样品的力学性能,同时又不堵塞陶胎内部孔隙,使其具有良好的透气性能.     

石质文物表面墨迹的保护作用

在许多不可移动石质文物,尤其是石刻文字表面,因历代文人墨客的拓片留下了大量墨迹。这些墨迹是否对文物本体岩石有害?一直是保护工作者希望了解的问题之一。为此本研究开展了一系列调研和实验研究。通过对各地保存较完好的石刻表面的观察,可以发现石刻表面残留的墨迹具有某种保护作用;对模拟样块的SO2腐蚀实验结果表明,岩石表面的墨迹具有一定的阻止空气中腐蚀性气体侵蚀岩石的作用;盐迁移破坏实验也发现墨迹在某种程度上具有减小可溶盐结晶破坏岩石的作用。吸水率实验和电镜观察等结果显示,墨迹缓解岩石风化的机理主要是墨迹对岩石微裂隙具有填充和加固作用,使岩石的吸水系数降低,部分阻挡了可溶盐的入侵和聚集结晶。     

北方地区寺庙、殿堂壁画可溶盐活动规律的 实验室模拟研究

古代壁画的风化酥碱问题一直是壁画病害中最常见和最严重的问题之一,其主要原因是墙体中的可溶盐。了解壁画中可溶盐无机离子的特性及其活动规律可为解决古代壁画的酥碱问题提供科学参考和依据。为此,通过模拟壁画中可溶盐活动实验来揭示可溶性无机离子在壁画中的分布及活动规律。利用离子色谱仪检测分析壁画不同高度细泥层、粗泥层以及土坯层的可溶盐离子浓度。结果表明,试块细泥层中的Ca2+,Na+,和SO24-含量最高,说明这三种离子在壁画中的迁移能力最强,Cl-、NO3-、Mg2+的迁移能力居中,K+迁移能力最弱。离子迁移能力越强,在壁画表层富集程度就越高,各离子之间形成结晶盐的机率越大,对壁画破坏作用越大。本研究可为解决古代壁画盐害提供依据。     

土遗址防风化加固材料的研制及加固性能比较研究

本文用简单易行的方法将正硅酸乙酯进行预聚合,用盐酸作催化剂,待反应完毕后,在用乙二胺将PH值调节至微碱性,得到的预聚物呈无色透明液体。用此预聚物加固室内重塑土样,通过各种测试手段,如加固前后重量变化、渗透速度、空隙率变化、颜色变化、透气性变化、PH值以及盐蚀、冻融、高温高湿试验后的抗压强度等,并与PS材料、硅丙非水分散体、正硅酸乙酯和Remmers加固的标准土样进行各项性能的比较试验,结果表明:正硅酸乙酯预聚物加固后的土样各项性能都比较理想,能满足土遗址保护的要求。     

可溶盐NaCl和CaCl2对陶质文物的酥粉作用

研究可溶盐NaCl和CaCl_2复合盐破坏陶质文物过程中作用本质,在复合盐溶液的平衡结晶相分析基础上,分析陶质样品中可溶盐溶液的吸收和水分蒸发速率变化,以及采用超景深显微系统、扫描电子显微系统等检测可溶盐NaCl、CaCl_2和复合盐溶液对陶质样品的破坏过程和作用。结果表明:陶质样品破坏的本质在于可溶盐结晶受力过程中微裂纹的扩展和贯通,在环境相对湿度变化引起裂纹扩展贯通过程中,陶质样品表面逐层粉化脱落,质量、形貌和强度都发生着一定程度的改变,其中NaCl结晶体对陶质样品产生的作用力较大,破坏性最强,而NaCl溶液中加入的CaCl_2延长了盐结晶所需要的时间,间接地阻碍了NaCl的结晶析出,反而对陶质样品起到了一定的保护作用。研究结果为进一步酥粉陶质文物的保护研究提供科学依据。     

含氟聚合物用于陕西户县出土新石器彩陶的保护研究

为对陕西户县大王镇庙底沟遗址出土的新石器时代的彩陶进行保护,在用X射线衍射测得表面风化物的成分及对彩陶含湿量测定的基础上,用不同浓度(30％、20％、10％、5％)四元含氟共聚物(F4-SS)溶液进行加固防护处理,观察加固后彩陶的外观颜色,机械强度、吸水性的变化。结果表明,用F4sS溶液加固处理后,彩陶的机械强度显提高,外观颜色没变化,孔隙水蒸气通道无影响;5％-25％F4-SS用于酥松彩陶加固保护、5％-10％F4-SS用于硬质彩陶的表面防护处理,效果显。说明F4-SS可推广应用于其他彩陶的保护。     

丙烯酸树脂B72丙酮溶液在陶瓷文物修复中应用比例研究

作为加固剂和封护剂,丙烯酸树脂B72(简称B72)是国内外应用极其广泛的文物保护修复材料,但作为黏接剂在陶瓷修复粘接、补全、涂层饰色流程中的应用比例及范围几乎未见相关研究实例。文章梳理了B72材料性能和配制方式,通过不同比例B72丙酮溶液固化及作业时间和应用状态实验,提出其作为黏接剂在陶瓷文物粘接、补全、涂层饰色修复流程中的应用比例标准、适用范围和配方比例。研究结果可为文物保护者提供B72简便高效的应用甄选方案。     

金沙土遗址盐害分布与演化特征

金沙土遗址表面存在泛盐、粉化、空鼓等盐害。对这些盐害的分布特征与演化过程的研究是科学保护金沙土遗址的第一步，也是进一步探讨盐害致病机理的前提条件。本工作收集整理了2010～2020年金沙土遗址病害调查资料，通过现场调查和图像处理技术对盐害的类型、分布特征与演化过程进行定性和定量分析；采用X射线衍射、离子色谱和扫描电镜等测定了不同高度土样的成分、盐分含量以及微观结构。结果显示金沙土遗址主要的盐害类型为表面泛盐、粉化、空鼓、片状剥蚀和掏蚀；主要分布区域是西北向走廊和古河道附近，机挖坑侧壁最为严重；在探方侧壁上盐害由上到下依次由表面泛盐过渡到单独粉化，再到空鼓和片状剥蚀，最底层为掏蚀。金沙土遗址盐害的发育过程可以概括为四个阶段，每个阶段主要发育的盐害类型不同，依次为表面泛盐、粉化、片状剥蚀和掏蚀。越到后期，各类盐害分布范围越大，发展速度越快，对土遗址破坏性越大。离子浓度沿高度的分布与毛细上升作用有关，也与病害的劣化程度和发育进程有关。硫酸钙类是导致土遗址泛盐、粉化和脱落的主要盐分之一。     

山东青州香山西汉墓彩绘陶俑胶接材料研究

本文利用x射线荧光、红外光谱、热裂解气相色谱质谱（Vy-GC-MS）和气相色谱质谱（GC-MS）,对山东青州香山西汉墓出土彩绘陶俑紫色、红色和褐色彩绘层中使用的胶接材料,以及取自马腿与马身粘接处的胶接物进行了分析。分析结果显示彩绘颜料以及马腿粘接物中的有机物均为动物胶。此研究结果为同一时期此类陶质彩绘文物的胶接材料研究提供了很好的借鉴。     

Microclimate and Salt Crystallization in the Crypt of Lecce’s Duomo

Ancient masonry structures are often damaged by soluble salt crystallization, which is activated by even small microclimatic variations. Unsuitable environmental conditions can accelerate this process, affecting the type and the quantity of salts and the consequent damage to the masonry. Therefore the importance of monitoring salt diffusion to control salt crystallization and microclimate over time is widely recognized. This study proposes an integrated monitoring methodology to obtain information on the relationship between salt efflorescence and microclimate in the Crypt of the Duomo of Lecce (South Italy). By combining ion chromatography, powder X-ray diffraction analysis, and Raman microscopy with environmental monitoring and deterioration maps, salt components were identified and efflorescence diffusion on masonry was monitored over time. Due to this approach, a possible explanation for the process is finally given.     

Stabilization of the Tlaltecuhtli monolith pigments

A painted monolith, as important as the Aztec Calendar or the Coyolxauhqui, has been discovered in the ritual Aztec center of Mexico City. It represents Tlaltecuhtli, the bisexual manifestation of the Earth from whom all life comes. Still, pigments, which have lost their conglomerating resins, have to be retained. In this study, the consolidation of ochre pigment on original fragments from the Aztec sculpture is presented. Several compounds were tested as consolidants, on the one hand natural polysaccharides, Funori and Slobber of Nopal exudate, on the other derivatives of cellulose, Methocel^® and Klucel^®, and also commercial consolidants as KSE 300^® and Paraloid B72^®. To simulate the ageing of consolidated samples, they were treated in an Accelerated Weathering Tester. Then, both sets of samples, fresh and aged, were characterized structural, morphological and texturally by using X-ray diffraction, electronic microscopy and nitrogen adsorption, respectively. A leaching test was performed on consolidated samples to evaluate the consolidant efficiency.