广东“南澳Ⅰ号”明代沉船出水铜器腐蚀产物分析

由于海水环境中含有大量氯化物,海洋出水铜器在出水前已发生腐蚀,生成铜的氧化物及氯化物等。本文以广东"南澳Ⅰ号"明代沉船出水的22件铜器残片为研究对象,运用X-射线荧光仪(XRF)、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜与能谱仪(SEM-EDS)等分析其腐蚀产物和矿物组成,结果表明腐蚀产物主要为铜的碱式氯化物,如Cu2(OH)3Cl和Cu(OH)Cl等,与国外已有研究成果类似,但Cu(OH)Cl在国外海洋出水铜器腐蚀产物中并不常见。     

中国钱币博物馆部分陈列银币、铜币的腐蚀产物及成因研究

为探讨部分陈列银币、铜币腐蚀产物及其成因,采用三维视频显微镜、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线荧光(XRF)、X射线衍射(XRD)等方法,对中国钱币博物馆部分遭受腐蚀的展陈钱币的腐蚀产物进行了分析,并通过红外光谱(FT-IR)对展陈材料进行了分析,最后对硫的来源进行了初步分析。结果表明,银币和铜币的腐蚀产物均含有硫化物,银币(银铤)的腐蚀产物为硫化银,铜币的腐蚀产物中主要为铜的硫化物,此外还含有铜的氧化物。经分析,展柜中的黏合剂氯丁胶在光照和较高温湿度条件下能分解并释放出硫化氢气体,因而初步判断银币或铜币的腐蚀产物是由于展柜内材料产生的硫化氢与银币或铜币反应生成。     

曹村窑青黄釉陶表面腐蚀物成分及形成原因初步分析

河北临漳县曹村窑出土的青黄釉陶器残片表面覆盖着一层有光晕的层状腐蚀物。为了明确这层腐蚀物的来源,以便为后续的考古修复提供参考,采用了显微观察(OM)、能量色散X射线荧光(EDXRF)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析(RAMAN)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等方法对该腐蚀物进行了分析。结果表明腐蚀物可分为三层,最上层土褐色,中间金黄色,最下层银白色,主要成分是白铅矿和石英。曹村窑地下埋藏环境很潮湿,釉中的铅离子和土壤中的碳酸根等可溶性盐类在表面析出。沉积物与釉面的接触并不紧密,故水份仍能进入空隙继续溶蚀。反复进行后层次不断增多。达到一定厚度时,由于光线的干涉作用,就产生银白色光泽,氧化铁含量较高时便呈现金黄色甚至土褐色。目前,器物上的"银釉"作为一种历史的记录,一般不予去除,在保存中要注意防潮,防污染。     

平潭“大练岛Ⅰ号”沉船遗址出水青瓷胎釉性能测定分析

福州平潭海域“大练岛Ⅰ号”沉船遗址出水的青瓷从胎釉颜色到成色质量上都存在较大的差异,既有胎质细腻、釉色精美的器物,又有变形生烧、粗制滥造的次品。检测部分瓷片的胎釉成分、显微形貌以及各项物理指标后发现,样品之间虽然胎釉颜色不同,吸水率和显气孔率差异较大,釉中气泡大小和分布也不同,质量参差不齐,但从化学元素组成来看产地基本相同,都较符合元代龙泉窑青瓷的特征,反映了该批青瓷在烧制过程中窑内气氛、烧制温度等条件的控制并不稳定、精细。X射线衍射分析仪从被腐蚀成深褐色的釉中检测到碳及铅磷化合物,应与瓷器的生物腐蚀有关,其形成机理还有待进一步的研究。     

山东青岛“德国总督楼”旧址琉璃瓦件的釉胎损毁研究

针对青岛“德国总督楼”旧址博物馆最具代表的女儿墙绿色琉璃瓦目前出现的釉层脱落和胎体粉化等不同病变，为探索其原因，采用扫描电子显微-能谱分析、微区X射线衍射分析、热扩散系数分析、热膨胀特性分析以及界面张力分析等，确定琉璃构件釉层和胎体呈层状脱落的主要原因。结果表明：1)琉璃保护材料、釉层和胎体的热扩散、热膨胀以及各界面性能等的差异，使得含磷、铅和钙元素的腐蚀物形成于胎釉界面尤其是釉层冰裂纹延伸区域，造成胎釉界面结合强度降低，冰裂纹扩展并与胎釉结合薄弱处形成的裂缝贯通后，造成釉面呈片层状脱落；2)对于无釉胎体表面的层状剥落，含保护层胎与基体胎界面形成硫酸钙结晶带，造成界面处孔隙增加、颗粒结合降低，推测这是造成琉璃胎体呈片层状脱落的主要因素。本工作从基础性科学研究角度确定琉璃釉层和胎体层状脱落的内在原因，为进一步保护提供科学依据。     

X射线显微CT成像技术在金属文物制作工艺研究与腐蚀状态评估中的应用

金属腐蚀过程不仅受环境等外部因素的影响,制作工艺、合金组成及缺陷等内部因素同样起着重要作用。为实现金属文物制作工艺和内部腐蚀状态的可视化研究,运用X射线显微CT对铜镜文物碎片以及出土、海洋出水铁质文物样品进行扫描探测,并结合X射线荧光、X射线衍射等检测手段,开展金属文物材质、工艺及矿化程度的综合分析。结果表明,在显微CT影像重建基础上,通过设定不同的阈值,可实现文物内部缺陷、腐蚀矿化程度等内部信息的测量统计。该方法可为金属文物材质、制作工艺研究和腐蚀状态评估提供无损的研究手段。     

宋代汝官窑釉面冰裂纹的特征观察及机理探析

本文以河南汝州宝丰清凉寺出土的宋代汝官窑瓷片釉面冰裂纹为研究对象,采用能量色散x射线荧光光谱分析(EDXRF)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对汝官窑瓷片釉面进行元素分析、表观形貌及显微结构观察。通过对冰裂纹釉与直裂纹釉的对比分析,发现宋代汝官窑冰裂纹釉与直裂纹釉在化学组成上差别不大;直裂纹釉的胎釉结合处比较致密,而冰裂纹瓷片胎釉结合处为一条使胎釉之间发生分层断裂的晶体簇带;冰裂纹的偏转除受气泡影响外,裂纹萌发时在胎釉结合处受到应力方向和大小也是影响因素之一。     

福建晋江宋代磁灶窑出土铅釉陶的腐蚀研究

铅釉陶瓷是我国古陶瓷的重要品类,因其耐腐蚀性较差,器表易产生"银釉""虹彩"等腐蚀现象。采用体视显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪和拉曼光谱仪分析了福建晋江宋代磁灶窑出土的7件釉陶样品,目的是阐明铅釉在埋藏环境中的长期腐蚀现象、腐蚀产物和过程。结果表明,釉层主要成分为PbO和SiO_2,以Cu和Fe作为着色元素,陶胎为非钙质黏土,推测釉胎交界处的白色薄层为K-Pb长石晶体层。釉面中"虹彩"现象呈现出多层结构,主要是因为水的侵蚀,使得玻璃相中的部分择优组分(碱金属、碱土金属、铅氧化物等)转入环境介质中,即H~+与釉中Pb~(2+)、Cu~(2+)、K~+、R~(n+)等发生离子交换反应,形成缺碱的富硅层[硅凝胶Si(OH)_4·n(H_2O)],呈现出"虹彩"现象。釉面腐蚀物中有磷酸铅盐、碳酸铅和碳酸钙,是溶出离子与埋藏环境反应在釉层表面沉积生成。     

天马—曲村周代晋国墓地出土青铜器锈蚀研究

采用等离子体发射光谱 (ICP)、扫描电镜 (SEM)、 X射线电子能谱 (EDAX)、 X射线荧光光谱 (XRF)、金相显微分析等多种理化分析测试手段对天马——曲村周代晋国墓地出土的青铜残片的结构、成分进行了分析检测,比较了合金基体与表面层的成分变化以及表面的结构形貌,并探讨了造成锈蚀的因素以及具有特殊表面层的器物保存较好的原因。结果表明高锡相优先被腐蚀,沿晶界形成腐蚀通道。氯离子可穿过腐蚀层向基体延伸。自然腐蚀导致表面层富集锡、铅、硅、铁。表面富锡和具有各种标准自由能较低的氧化物使得带有特殊表面层的器物保存较好。     

天马—曲村周代晋国墓地出土青铜器锈蚀研究

采用等离子体发射光谱(ICP)、扫描电镜(SEM)、X射线电子能谱(EDAX)、X射线荧光光谱(XRF)、金相显微分析等多种理化分析测试手段对天马一曲村周代晋国墓地出土的青铜残片的结构、成分进行了分析检测,比较了合金基体与表面层的成分变化以及表面的结构形貌,并探讨了造成锈蚀的因素以及具有特殊表面层的器物保存较好的原因。结果表明高锡相优先被腐蚀,沿晶界形成腐蚀通道。氯离子可穿过腐蚀层向基体延伸。自然腐蚀导致表面层富集锡、铅、硅、铁。表面富锡和具有各种标准自由能较低的氧化物使得带有特殊表面层的器物保存较好。     

青铜器锈蚀结构组成及形态的比较研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线电子能谱(EDS)和金相显微镜(OM)等方法,分析比较了染有“粉状锈”与未染“粉状锈”的典型青铜残片的锈蚀产物的矿物组成、腐蚀层分层结构及金相组织。结果发现,未染有“粉状锈”的青铜样品腐蚀层一般分为二层,外层是二价铜化合物,合金组织中未见α (α δ)组织,锈蚀产物中不含碱式氯化铜;而染有“粉状锈”的青铜样品都含有碱式氯化铜,其断面腐蚀层分三至四层,且每层锈体的结构和元素组成各不相同,在靠近合金基体层的锈层中发现了大量的CuCl存在。结果表明,青铜文物表面锈蚀覆盖层的致密性、空气中的湿度及锈层中CuCl层状分布的存在,是青铜器表面“粉状锈”形成和发展的根本原因。     

在SO2存在下青铜腐蚀与相对湿度的关系

采用光度法和亚硫酸氢钢静态分解法研究了不同相对湿度0．1％SO2存在条件下,仿古铜-锡-铝合金的腐蚀情况。在无可溶性氯离子存在下,青铜腐蚀的第一和第二临界相对湿度值分别为50％和65％左右;在有可溶性氯离子存在下,其两个临界相对湿度值均有所降低。从而给出了青铜保存的最佳湿度范围。     

湖州铁佛寺铁观音病害调查与分析

湖州铁佛寺内留存的宋代铁观音目前出现严重的病害,主要表现为粉化、脱落、鼓泡、锈蚀等症状,对其保护已刻不容缓。为此,通过X-荧光(XRF)、金相、红外(FTIR)、拉曼(LRS)、X衍射(XRD)对其进行分析。结果表明,铁观音基体组成为铁素体基灰铸铁,基体表面化学组成大约是:铁96.85%,硅0.47%,铜0.45%,硫0.096%,余量约3%应为碳;表层涂层为醇酸树脂,腻子为石膏,锈蚀物的主要成分主要为α,β和γ型的FeOOH。其病害原因为铁观音基体内部组成、大气环境、有害气体以及表面涂层老化对其腐蚀的影响。研究结果可为以后保护方案的制定提供参考。     

秦汉铁器锈蚀机理探讨及保护方法研究

为了搞清铁器的锈蚀机理,为铁器文物保存提供最佳条件,通过对秦汉两代几件铁器不同部位腐蚀产物分析及不同条件下铁器锈蚀情况实验来研究古代铁器锈蚀机理及保护方法,结果发现,铁器锈蚀成分不仅十分复杂,而且同一锈蚀产物中α、β、γ三种构型的FeO.OH共存,实属罕见,同时采用新的保护方法,使铁器处于一个干燥,无氧,无盐,无水,无有害气体的最佳保护状态。     

北宋和南宋青铜钱币对比分析研究

宋代是我国钱币的一个大发展时期,宋代钱币在我国钱币史上占有极其重要的地位.为了解南、北宋钱币的成分、显微结构的差异对铸币保存状况的影响,通过显微镜观察、合金成分分析、显微结构分析,对南宋和北宋各21枚钱币的保存状况进行了对比分析研究,以了解这42枚钱币的锈蚀状况、锈蚀原因,以及成分、显微结构的差异对铸币保存状况的影响.同时在分析研究的过程中,对北宋、南宋钱币的合金成分、铸造工艺进行了对比研究.研究结果表明,南宋钱币的保存状况比北宋的差一些,合金成分及显微结构的差异,是导致保存状况不同的重要原因.这些钱币主要是由铜、锡、铅铸造而成,分析结果进一步证实北宋钱币合金成分比较稳定,成分配比比较科学.而南宋成分数据比较分散,早期铜、锡含量较高,铅含量较低,晚期铜、锡含量较低,铅含量明显增高,合金品质大大降低.本研究可为了解当时的科学技术、社会经济形态进一步提供基本信息.     

自贡盐业铁工具的防锈保护

通过对馆藏盐业铁工具的锈层性状及结构的检测分析,并结合当地环境气候特征,认为其继续锈蚀的机制是电化学循环机制,提出除去有害锈、涂料封护的CLFJ防锈法。CLFJ防锈法处理生成的表面膜经防锈性检测,耐CuSO_4滴液、耐盐水性及耐水性指标全部合格,经模拟自然暴露3年条件下工业大气浸蚀的加速实验表明,馆藏条件下防锈时效性指标达5年以上;同时,表面膜呈现出贴近原貌的铁锈色。     

重庆忠县洞天堡墓地出土西汉青铜钫的腐蚀研究

为了解重庆洞天堡墓地出土青铜器的保存状况、腐蚀产物种类和埋藏环境特征等,并探索其锈蚀成因,为即将进行的保护修复工作提供科学的依据,利用三维视频显微镜、激光共聚焦拉曼光谱仪和扫描电子显微镜等对重庆忠县洞天堡墓地出土青铜钫残片进行微观形貌观察和锈蚀物结构成分分析,并利用X射线荧光和微生物分析技术对青铜钫附着土壤进行成分和微生物分析。结果表明:该青铜钫锈蚀物含孔雀石、白铅矿、铅钒、磷氯铅矿、砷铅矿和赤铜矿等;外层锈蚀存在磷和氯元素富集现象;土壤中的磷、硫和氯等元素向青铜器迁移,青铜器中铜、锡和铅元素因腐蚀向土壤中流失;附着土富含多种真菌类微生物,促进了磷氯铅矿和砷铅矿的形成。     

古代铁器腐蚀产物的结构特征

运用X射线衍射、扫描电子显微镜和穆斯堡尔谱分析方法,对河南渑池出土的T_1H_1∶250汉代铁斧表面腐蚀物进行了研究。提出了铁器文物抗腐蚀的原因在于表面氧化膜具有结构上的连续性、改密而不破损。铁器文物最理想的保存环境应该是碱性、干燥无水、无硫、氯等有害元素。     

常用清洗材料对瓷器的影响研究

为了探讨常用化学清洗材料对瓷器的影响,通过清洗前后形貌对比实验和胎、釉溶出物实验,对常用清洗材料的清洗效果和对瓷器的损伤作了对比研究。结果表明,盐酸、草酸、柠檬酸、六偏磷酸钠、EDTA二钠盐对附着紧密的黄色沉积物有很显著的清洗效果;各种清洗材料对瓷器或多或少均有一定的损伤,碱性溶液、络合材料对瓷器的腐蚀都比较强,酸性材料中的硝酸、草酸、盐酸也会产生较强的腐蚀作用;一般情况下清洗能力较好的清洗液,对瓷器的损伤也很强。