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。     

PVAc和PVB改性硅溶胶加固保护陶质文物的研究

为加固保护陶质物,用以硅溶胶为主体,PVAc(白乳胶）和PVB（聚乙烯醇缩丁醛）对其共混改性制成的无机－有机复合材料作为陶质物的增强保护材料,用最佳材料配方（硅溶胶30％－50％、PVAc20％－40％、PVB0．5％－1％）,在常温,常压下通过浸泡工艺对古陶片进行浸渗处理,结果表明：处理后陶片的吸水率由原来的14．74％下降到5．06%,耐酸度由原来的95．53％提高到98．73％,耐碱度由原来的97．61％提高到99．34％,抗压强度提高47．09％,抗折强度提高107．9％,同时不影响陶片的外观,该材料制备简单,使用方便（浸、涂、喷均可）,价格低廉,水作溶剂,无毒无害,把它作为陶质物的增强保护材料是目前最佳的选择,具有一定的社会效益和经济效益。     

陶质文物科技保护研究现状

为了提升陶质文物科技保护水平,本研究从陶质文物病害认知、制陶工艺研究、保护机理研究、保护修复案例等方面进行文献综述,回顾了国内外陶质文物科技保护的历史与现状,分析了目前陶质文物科技保护中存在的问题:陶质文物本体形成的物理化学基础研究尚不深入,预防性保护缺乏预测陶质文物病害方面的研究,缺乏科学规范的保护修复效果评价体系,未来应深入地研究陶质文物保护技术基础理论,开发出考古发掘现场成熟的系统的综合保护应用技术,并将陶质文物保护修复材料研究、保护修复技术标准化、规范化研究方面深入下去。     

陶质彩绘文物保护用加固剂研究进展

彩绘加固是陶质彩绘文物保护的国际性难题,其加固剂的稳定性需要进行系统、科学、全面的研究,以克服选择材料的盲日性和片面性.本工作对目前国内陶质彩绘文物常用加固剂进行了阐述和比较,分析了我国陶质彩绘文物加同剂使用现状,介绍了国内外在陶质彩绘文物保护用加固剂研究方面的新进展.     

常见加固材料在石质文物保护修复中的应用

在我国各地分布着许多石质文物,其表现形式多样,造型多异,价值突出。由于历史悠久,受各种因素的影响,很多石质文物面临着严重的风化问题,急需保护处理。随着科学的发展现用于文物保护修复的材料越来越多,各种加固材料得到了广泛的应用。本文介绍石质文物加固的多种材料,主要包括无机材料、有机材料、新型材料等,以及各种材料的基本性能与特征、加固原理、效果对比,优缺点和应用。     

实验室模拟硅酸盐质文物除盐控盐的可视化研究

针对目前广泛使用的材料吸附除盐和加湿喷雾控盐等方法对含盐硅酸盐质文物可能造成的损伤,采用扫描电子显微镜、电阻仪和高分辨摄影仪等实时在线记录具有显色性质硫酸铜溶液在吸附除盐和水雾控盐加湿干燥过程中文物内部盐带分布的变化。研究结果表明:吸附材料除盐法和表面喷雾控盐法均会加速样品内部盐离子的扩散迁移,在样品中形成双层或多层盐结晶带;所形成的盐结晶带与样品结构特性、盐溶液在样品中的运移和蒸发速率、加湿-干燥频率等因素有关,其中溶液毛细上升高度和样品透气性越好,以及环境温度和盐溶液浓度越高,加湿-干燥频率越快,样品内部的盐带分布变化越明显。材料吸附除盐和水雾控盐等方法加速了盐溶液在样品内部的扩散,促进多层盐带的形成。这些结果对于目前文物保护所采取的除盐控盐技术手段提出了新的挑战。     

有机-无机杂化物在铁质文物保护中的应用研究

常用的铁质文物表面保护材料性能尚需完善,其与材料科学发展的关系甚密。有机-无机杂化物是材料学领域的新兴产物,它能将有机物和无机物的性能融为一体或赋予其新的性能。本工作根据溶胶-凝胶法的基本原理制备出一种有机广无机杂化物MT,经过盐雾加速腐蚀测试、电化学测试等大量模拟、对比实验,证明该文物保护剂能够有效减缓铁质文物的腐蚀,并解释了其封护保护原理。     

馆藏文物保存环境调湿材料研究进展

在博物馆文物保存环境备种影响因素中,湿度及其波动是引发文物材质发生损害的主要方面.调控环境湿度通常采用主动调湿方法和被动调湿方法,其中被动调湿功能材料在博物馆文物保存微环境湿度调控中具有相当的应用优势.本文简要介绍了调湿材料的概念和调湿原理;分类叙述了硅胶、无机盐、无机矿物、有机高分子4类调湿材料及其复合型调湿剂的调湿特性、制备方法、调湿机理以及各类文物调湿材料的发展现状;阐述了研究开发具有自主知识产权的馆藏文物保存环境专用调湿材料及其实用产品的必要性和重要性,指出文物凋湿剂研究应以性能优异、安全无害、低成本、多功能、适应多种应用需求为发展方向,并注重专用调湿材料质量标准和评价技术规范研究,以指导产品研发和应用工作.     

氟碳涂料在铁质文物封护中的应用研究

氟碳涂层有良好的耐候性、抗腐蚀性,作为文物封护材料在我国已经得到了一些应用,然而按照工业方法直接实施封护,不能很好满足文物封护保护低光泽度、可再处理等特殊要求。为此,对氟碳涂料在铁质文物保护中的实施工艺进行了研究。研究了一系列氟碳涂层的封护性能,测试了涂层的机械性能、防腐性能、耐候性能和热性能,使用红外光谱对暴晒前后的涂层进行了分析,结果表明:在氟碳涂料中添加纳米二氧化硅和采用复合涂层可以有效的保护室外铁质文物,二氧化硅的加入提高了涂层的热稳定性。     

工业CT扫描文物的伪影与校正

工业计算机断层成像(computed tomography,CT)可以无损获得被检器物的结构组成、材质分布和密度变化等内部信息,是文物结构特征和材质分布无损分析的常用方法之一。由于文物的材料种类繁多、厚度不一、器形复杂,其工业CT扫描结果会伴随一定的伪影——伪影会严重降低图像质量,甚至导致无法准确判断文物的内部结构。因此,需要寻找避免或减弱CT伪影的方法。CT成像的伪影源于多种因素:物理因素导致的伪影和CT投影数据采集过程有关;样品因素导致的伪影和样品的摆放、结构和材料有关;CT算法伪影和CT设备所使用的软件及重建算法有关。其中有些伪影可以通过软件校准减少,但在许多情况下,通过样品的合理摆放和选择合适的CT扫描参数是避免CT伪影的最佳手段之一。本文列举CT检测文物中所遇到的一些常见伪影,并解析这类伪影的消除或减弱的方法,以期为今后CT检测文物提供一定的借鉴作用。     

Unstabilized and stabilized compressed earth blocks with partial incorporation of recycled aggregates

This article aims to characterize the physical, mechanical, and water-resistant behavior of unstabilized and stabilized compressed earth blocks (CEB) produced with partial incorporation of recycled fine aggregates from construction debris. The objective was to produce an alternative-earth construction material with lower embodied energy. To this end, different types of common CEB were covered, namely: unstabilized CEB; stabilized CEB with 8% cement; stabilized CEB with 4% cement and 4% lime. CEB were characterized in terms of density, thermal conductivity, compressive and tensile strength, water absorption, permeability, and resistance to water erosion from drip and spray tests. The influence of moisture content was also analyzed. Lime stabilization had little effect on the early age mechanical and durability behavior of CEB. Design coefficients are suggested for common cement-stabilized CEB under different environmental conditions. A minimum of 4% cement content was sufficient to produce water-resistant CEB with partial incorporation of recycled aggregates.     

几种商用保护材料对模拟秦俑陶胎的加固和防盐风化性能研究

目前对古代陶胎的研究多集中在加固材料的筛选及其保护效果评估上,普遍缺乏深入的保护机理的研究,尤其保护材料对陶胎盐风化的影响及其机理研究在国内更是罕见。因此,本实验选用TEOS(正硅酸乙酯)、Paraloid B72和WD10对模拟古代秦俑陶胎进行了加固和防盐风化保护研究。重点观察了不同材料处理后陶胎样品表面盐结晶的形貌,并对其形成机理进行了探讨。最后对Paraloid B72在耐盐实验中出现的保护性破坏现象给予关注。结果显示,TEOS处理后陶胎的抗压强度得到提高,但对陶胎的耐盐性能没有改善;Paraloid B72处理后,陶胎颜色加深,耐盐实验中处理陶胎出现了严重的盐风化。WD10处理后陶胎的耐盐性能显著增强。对盐结晶的微观形貌研究初步揭示,保护材料能够对陶胎表面进行改性,不同的憎水性和渗透性会显著影响盐结晶的微观形貌,进而会带来不同类型的盐风化。本研究结果启示文物保护工作者必须深入了解各种保护材料的优缺点,根据被保护文物的具体实际需求,慎重开发和选择保护材料,以避免保护性破坏现象的出现。     

徐州狮子山汉楚王陵彩绘陶俑的保护研究

为对徐州狮子山出土的彩绘陶俑进行保护,我们对陶俑本体进行了分析,采用扫描电子显微镜（SEM）对陶俑表面进行微观形貌分析;X射线荧光光谱仪（XRF）分析化学成分;通过岩相分析,并结合XRD分析、热重和差示热分析（TG-DSC）从而推测陶俑的烧成温度;电子能谱仪（EDS）对彩绘表面颜料的进行成分分析。在此基础上,采用7种化学材料进行对比实验,对外观、颜色光泽度变化、固化物形成期、防水接触角、吸湿等温线、吸水率、抗压强度进行了观察和分析,同时,还进行了紫外光耐老化试验。试验表明,氟橡胶不仅有较好的渗透率和膜层外观及相对较强的抗压能力的优点,而且还有较好的耐老化性能。经过对狮子山出土的一尊彩绘陶俑利用氟橡胶进行保护后10多年的观察,陶俑的表面色泽、防水与接触角、颜料表面的固结强度等状态保持良好。因此,在保护彩绘陶俑方面,氟橡胶是值得考虑的一种材料。     

Strength,Toughness and Thermal Shock Resistance of Ancient Ceramics,and Their Influence On Technological Choice

The basic underlying theory for the strength, toughness and thermal shock resistance of brittle multiphase clay ceramics, together with the measurement procedures to determine these parameters, are first outlined. Published experimental data obtained for test bars containing different types of temper and fired to a range of temperatures are then compared both with theoretical predictions and between themselves. The results confirm that to produce pottery with high strength requires high firing temperatures and low temper concentrations. Conversely, to produce pottery with high toughness and thermal shock resistance requires low firing temperatures and high temper concentrations, with platy or fibrous temper being most effective. There is no convincing published evidence that strength and toughness requirements were a significant factor in determining the technological choices (clay type, temper type and concentration, and firing temperature) in the production of pottery used as containers for transport and storage. In contrast, the routine use of high temper concentrations and low firing temperatures in the production of cooking pots suggests that the requirement for high thermal shock resistance was a factor that at least influenced technological choice in this case. In addition, there is some evidence that limestone and shell were, on occasions, deliberately chosen as temper in cooking pots. The need to take into account the crucial role that the full range of environmental, technological, economic, social, political and ideological factors have in influencing technological choice is also emphasized. This review highlights the fact that our current understanding of the factors determining strength, toughness and thermal shock resistance of clay ceramics is still far from complete. Further systematic measurements of these parameters, together with the establishment of a systematic database of the range of technological choices associated with the production of cooking pots, are therefore to be encouraged.     

聚丙烯纤维、偏高岭土和细砂对水硬石灰改性的研究

为改善水硬石灰的力学性能,适当提高其抗压与抗折强度,本工作设计并制备了添加不同配比的聚丙烯纤维、偏高岭土和细砂的水硬石灰,并对其力学强度,矿物成分和微观形貌进行试验研究。结果表明,单独添加30%偏高岭土、0.1%聚丙烯纤维或者50%石英砂的水硬石灰抗压强度相对较高。在偏高岭土-水硬石灰中,单独添加0.1%短长度聚丙烯纤维或者共同加入0.1%聚丙烯纤维和50%石英砂可以提高其长期抗压强度。添加聚丙烯纤维还可以提高水硬石灰抗折强度。钙铝水合物不稳定和长期抗压强度下降有关,添加1%聚丙烯纤维可以提高碳酸化反应。聚丙烯纤维还能够增大水硬石灰内部的摩擦力和锚固力。在南京市罗廊巷太平天国建筑壁画保护中,对于地仗层脱落部位的修补采用改性水硬石灰进行了局部应用,效果良好。     

用于壁画修复的两种动物胶的性能表征

动物胶作为一种常见的壁画修复材料,具有无毒,无腐蚀,与壁画兼容性好等优点,同时也存在耐水性差、易受微生物侵蚀等缺点。为了探索壁画修复中所用动物胶的性能,选择牛皮胶和明胶(化学纯)两种材料作为实验对象,对两者的性能进行了实验室表征。结果表明,质量分数大于等于1%,小于等于3%的牛皮胶,水汽透过率高,粘结强度适中,渗透性好,对壁画光泽度、色度影响小,更适合莫高窟壁画的修复实践。     

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。     

壳聚糖/二氧化硅复合仿生膜对 碳酸盐石材的保护作用

为探讨壳聚糖/二氧化硅复合仿生膜对碳酸盐石材的保护作用,采用仿生合成技术,以十六烷基三甲基溴化铵为有机模板,能过壳聚糖调控二氧化硅颗粒的生长,在碳酸盐石材表面仿生合成得到了一层壳聚糖/二氧化硅复合保护膜,对其基本性能进行了检测评价,并利用衰减全反射红外光谱和场发射环境扫描电子显微镜表征了膜的结构形貌。实验结果表明,该膜具有优良的耐酸、耐污性能,提高了膜层的抗冻融性和耐热老化性能,并保留了石材原有的吸水性和透气性。壳聚糖/二氧化硅复合膜改善了单一二氧化硅膜的开裂问题,且该保护膜与石材基体结合紧密、膜层薄,小影响石材外脱,是一种良好的碳酸盐石材保护材料。     

Determining the Firing Temperature of Low‐Fired Ancient Pottery: An Example from the Donghulin Site,Beijing, China

The traditional thermal expansion method using a dilatometer fails to accurately determine the original firing temperatures of low‐fired ancient pottery. For this reason, we have developed an improved method of determining firing temperatures for low‐fired pottery. This paper explains the theory of the improved method and presents the reasonably satisfactory results obtained on ancient pottery from the Donghulin site (c. 10 000 bp ). The method and the results are very important for the study of ancient pottery culture and clay moulds used for bronze casting.