碱性溶液对出水铁器中四方纤铁矿(βFeOOH)相中氯的脱除研究

铁质文物出水后进一步氧化形成的含氯的腐蚀产物主要为四方纤铁矿(β-FeOOH),为了保护铁质文物,必须去除其中的氯。为此,本研究以结晶不好的β-FeOOH和结晶完整的β-FeOOH为研究对象,分别采用去离子水和0.5mol/L NaOH溶液作为脱盐溶液,探讨碱液清洗法对β-FeOOH中氯的脱除效果,氯的脱除是否改变β-FeOOH晶型等。研究表明,0.5mol/L NaOH溶液脱除氯的效果要优于去离子水,对于结晶不好的β-FeOOH,0.5mol/L NaOH溶液能促使β-FeOOH相转化为α-FeOOH相;对于结晶完整的β-FeOOH,0.5mol/L NaOH溶液难以使β-FeOOH的晶型发生转变。该研究结果可为实际的铁质文物脱氯处理及选择适宜的脱氯时间提供一定的参考依据。     

陕西、河南地区出土唐代釉陶器釉层剥离原因分析

釉陶器在埋藏过程中,受物理及化学等因素的影响,会产生各种病害,釉层剥离是常见的病害之一。为了更深入地了解唐代釉陶器釉层剥离的原因并为以后的保护提供科学依据,对陕西、河南地区四个遗址出土的唐代釉陶器样品进行了显微观察、成分检测、热膨胀系数分析和吸水率测试。结果显示,四个遗址中,釉面保存相对完整且剥离现象较少的是巩县黄冶窑,而铜川黄堡窑、西安醴泉坊窑和乾县懿德太子墓釉陶器釉层剥离较为严重。进一步研究表明,釉陶器胎釉热膨胀系数不匹配和胎体烧结程度过低(因此造成吸水率过高)是影响釉陶器釉层剥离的主要内在因素。研究结果可为釉陶器的后续保护工作奠定基础。     

周原甲骨灼烧状况与风化原因研究

为了研究周原出土甲骨的灼烧状况与风化原因,用测色色差、X射线衍射、热重、扫描电镜和显微红外等多种分析手段对九种周原无字甲骨样进行了分析。结果表明,被分析样品都曾经受不同温度的灼烧,造成有机质丢失与骨头结构的破坏,这是导致甲骨风化的主要原因。出土后用酸浸泡清洗水垢,可能是导致甲骨风化的另一原因。在用于研究甲骨灼烧状况的诸多方法中,X射线衍射与扫描电镜分析两的作用突出。     

山东新泰周家庄东周墓葬出土青铜剑上胶粘剂的初步分析

在山东新泰周家庄东周时期的一墓葬中,出土了一把具有吴国兵器特征的青铜剑,在该剑的剑格内,发现了一薄层用于镶嵌固定各种形状绿松石的白色物质。为分析此物质,经傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析表明,该白色物是一种具有饱和脂肪酸酯类结构和羧酸结构的混合物,与多种天然胶粘剂的标准红外光谱进行比较,结果显示样品的红外谱图与虫胶(漆片)的匹配度最高。同时用附带有能谱仪的扫描电镜(SEM-EDS)分析了该样品,结果表明样品不含元素氮,因而可排除蛋白质胶和生漆类等含氮的天然胶粘剂。     

周原甲骨的加固保护研究

在大量出土的文物中,骨质类文物占有相当的比例。但长期以来,由于多方面的原因,对骨、角、象牙质文物的保护一直未引起足够的重视,大部分此类文物保护研究见于国外文献,国内有关研究资料甚少。本文在已有资料的基础上,针对周原甲骨特殊的风化原因,通过模拟试验,比较了所选几种加固剂的性能和效果,包括加固剂的可逆性、老化性和加固后样品外观颜色、加固强度等的变化。最后选用3％B72或三甲树脂溶液加固,溶剂为三氯乙烷,或者二甲苯和丙酮的混合溶剂。但由于时间原因,各种加固剂对周原甲骨影响的试验有待进一步的工作。     

重庆大足大佛湾彩绘绿色和蓝绿色颜料的分析研究

为了确定重庆大足大佛湾彩绘含铜、砷元素的绿色及蓝绿色颜料显色成分,应用便携式X射线荧光光谱仪(XRF)、便携式显微镜等无损调查方法,结合X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDX)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、显微拉曼光谱仪(RM)等分析方法,对取自大佛湾塑像的绿色及蓝绿色颜料进行调查和分析。结果表明绿色颜料显色成分为为巴黎绿,蓝绿色颜料显色成分为氯砷钠铜石[NaCaCu₅(AsO₄)₄Cl·5H₂O]。根据研究结论推断,氯砷钠铜石可能为巴黎绿的变色产物。该结果为探讨近代人工合成颜料变色机理提供了新的线索和方法。     

铁质文物常用除锈试剂的除锈效率及其腐蚀性的比较研究

为比较铁质文物常用除锈试剂的除锈效果,为铁质文物保护中除锈试剂的选择提供建议,对磷酸、柠檬酸、酒石酸、Na_2EDTA等多种试剂进行了实验研究。使用铁锈粉末、铁锈块、铸铁片、带锈铸铁片等多种样品进行了实验,以定量研究试剂的除锈效率以及对铁基体的腐蚀性。结果表明:几种试剂对铁基体的腐蚀都很强烈,且腐蚀铁基体的速率远高于溶解铁锈的速率,加入缓蚀剂可以显著降低铁基体的腐蚀;磷酸在几种试剂中除锈能力最强,对粉末样品和锈块样品都具有较好的除锈效果,但需要过量才能保证除锈作用持续,而少量磷酸则对铁器有钝化保护的作用;柠檬酸、酒石酸、Na_2EDTA对铁锈粉末有一定的溶解作用,但对锈块的除锈效率很低。因此,在铁质文物保护中,添加缓蚀剂的磷酸是比较合适的除锈试剂。     

几种罕见的黄铜钱币锈蚀产物的识别与形成原因探析

我国从明中期开始使用黄铜钱币,一直到清末。过去,对古代铸币的科学研究主要集中于合金成分分析和铸造工艺两方面,对锈蚀产物和锈蚀机理的研究主要针对青铜铸币。黄铜的合金元素中较青铜多锌元素,其腐蚀产物与腐蚀行为较青铜有一定的差别,也较青铜更为复杂,然而现有的文献关于此方面的研究匮乏,特别是对于大气保存环境下黄铜钱币的锈蚀产物及锈蚀成因的研究基本空白。 本研究通过多种分析手段包括X射线荧光分析仪(XRF)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)和显微激光拉曼光谱仪(Raman)对国家博物馆馆藏一批传世明清各时期的黄铜钱币合金组成,不同颜色的锈蚀产物等开展科学分析。研究结果表明,嘉靖、隆庆和万历年的黄铜铸币,为Cu+Sn+Pb+Zn四元合金,平均含量Cu 66.4%,Sn 6.8%,Pb 10.4%,Zn 15.6%,并含有微量Fe,不含As。泰昌、天启和崇祯年间及清代各时期的黄铜铸币,主要为Cu+Pb+Zn三元合金,并含有微量Fe、As和Sn。 这批黄铜锈蚀产物与常见的青铜锈蚀产物不同,最典型的是钱币表面蓝绿色和白色锈蚀物,经Raman和SEM-EDS分析并结合相关文献初步确认蓝绿色锈蚀物为一种含铜、钠离子的有机酸盐,理论化学式为NaCu(CO₃)(CH₃CO₂);白色锈蚀物采集到三种不同的拉曼谱图,但均无标准拉曼图与之匹配,综合多种分析结果并结合保存环境可进一步推测三种不同物相的白色锈蚀物主要为含有Zn、Cu阳离子的碳酸盐或有机酸盐,且Zn元素占主导地位;此外,通过Raman光谱确认两种罕见的同时含Cu、Zn阳离子且化学计量式为Cu₃Zn(OH)₆Cl₂的同分异构体,矿物名为herbertsmithite和kapellasite。 文中同时对蓝绿色锈蚀产物的成因进行了探讨。结合保存环境推测锈蚀产物中的乙酸根应来源于库房木质文物柜架所挥发的有机酸,钠和碳酸根则可能为入库前钱币流通时带入的污染造成的。 本研究最主要的拓展有以下两方面:一是以黄铜为研究对象,通过拉曼分析鉴别出几种新发现或罕见锈蚀物,进一步补充完善有关黄铜锈蚀物种类的数据库;二是深入探讨木质挥发物对金属文物腐蚀的影响作用,为后期采取针对性的预防性保护措施和相关主题研究提供参考借鉴。     

考古现场青铜样品土壤埋藏腐蚀实验初探

金属的腐蚀过程极为复杂,长期埋藏于地下的古代青铜器的锈蚀过程更是受多种因素的影响。对此国内外学者已经进行了大量的研究,青铜器的锈蚀除与器物自身的合金成分、铸造工艺等因素有关外,更为重要的是受外部环境的影