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.     

用于古建筑琉璃瓦保护的高分子聚合物材料的分析研究

为探索高分子聚合物用于古建筑琉璃瓦的保护研究,采用所选择的9种有机高分子聚合物对现代黄釉琉璃瓦进行保护处理,分析保护材料的耐光性能及保护后琉璃瓦的憎水性、耐冻融性和化学稳定性等性能,同时选择性能较好的材料用于胎体酥粉古琉璃瓦的保护,分析憎水性、耐冻融性、耐折、抗压强度、透气性以及进行保护机理研究.结果表明,保护材料丙烯酸类材料的Primal SF和1372耐光性能较差;用于现代琉璃瓦保护的Primal SF憎水性和耐冻融性较差;有机硅的耐酸碱性较差;聚氨酯和硅丙乳液的憎水性和耐碱性能较差;氟碳清漆、氟树脂和复配材料的各项性能相对较好;含氟聚合物及其氟树脂为主的复配材料用于胎体酥粉古琉璃瓦保护的憎水性、耐冻融性、耐折、抗压强度和透气性等性能相对较好,保护材料以良好的渗透能力渗入古琉璃胎体内部,有效提高胎体强度,起到填充空隙和防止水分破坏的作用.综合几项指标,含氟聚合物及其复配材料的各种性能优良,为选择中国古建筑琉璃瓦的保护材料提供科学依据.     

西安凤栖原家族墓出土漆箱外形数字化复原研究

西汉漆器具有较高的艺术、历史以及社会价值,但考古发掘出土的器物多因长时间埋藏而严重变形,漆器的结构与纹饰的低畸变获取非常困难,直接影响到漆器的原真性复原。为此,本研究以西安凤栖原张安世家族墓葬群中的大型漆箱为研究对象,利用三维扫描、多角度二维拍照、实体非接触测量等多种数字化技术方法,通过多技术手段的交叉、融合和比较印正,成功获得了西汉漆箱及纹饰的规格与形状,为高度形变出土漆器的原真性复原奠定了基础。     

新型氟硅丙烯酸树脂镀膜技术在榆木类木构古建筑保护领域的应用研究

本工作以江西省赣州市大余县左拔镇云山村晚清时期的榆木木构民居建筑为保护研究对象,从新型氟硅丙烯酸树脂材料的分子设计、镀膜剂配方与涂布工艺的优化等方面入手,对该地区榆木类古建筑的镀膜保护技术进行了研究。研究结果表明,由甲基丙烯酸十二氟庚酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与丙烯酸酯等单体的多元共聚制备得到的氟硅丙烯酸树脂镀膜剂,具有良好的耐化学腐蚀性、耐候性、疏水疏油性、抑菌、超薄、高透光性(无反光)和阻燃等综合特性。该镀膜剂可采用传统涂布工艺,涂布与成膜过程无有毒有害物质排放,可实现对木质材料纤维微结构表面的有效包覆,在不改变榆木类木构古建筑外观的情况下,实现对榆木类木构古建筑的有效保护。     

五代耀州窑天青瓷的研究

为揭示五代天青瓷釉的呈色机理以及胎体的透光机理,本研究以五代耀州窑天青瓷为主要对象,分别采用EDXRF、XRD、XPS和SEM/EDS等测试方法,分析了化学组成、物相、着色元素的化学状态及微观结构对瓷釉的呈色及瓷胎透光性的影响。结果表明,天青瓷釉为复合呈色方式,釉中Fe_2O_3产生的化学着色作用和釉层中物理结构(残余晶体和分相液滴)对入射光的散射作用产生的结构色,或加深或淡化了呈色,且对釉面的色饱和度和乳浊度也有一定的影响。天青瓷胎的透光性主要与着色氧化物对入射光的吸收以及晶界、气泡对入射光的散射有关。低含量的Fe_2O_3和铁钛固溶体,大大减少了其对入射光的吸收。同时,较少的晶界也减弱了对入射光的散射。因此,天青瓷的透光性良好。     

《诗经》中的葫芦文化

我国古代称葫芦为匏、瓠、壶,后来又称为壶卢、浦卢、匏瓠、胡卢等,其历史源远流长,在七千多年前的浙江河姆渡遗址就发现了葫芦和葫芦种。①在其后漫长的发展演进过程中,形成了独特的葫芦文化。影响到《诗经》,便在其中留下了深刻的葫芦文化印迹。解读这一文化事象,无疑有助于我们理解《诗经》,了解周代社会人民生活与信仰状况,同时也有助于我们认识与探寻中华葫芦文化。据初步统计,《诗经》中与葫芦有关的作品有１１篇：《邶风·匏有苦叶》、《卫风·硕人》、《卫风·木瓜》、《豳风·七月》、《豳风·东山凡《小雅·鹿鸣》、《小…     

薄荷醇/石膏复合体系用于考古发掘现场临时固型提取的可行性研究

复杂而且脆弱的文物或化石的提取和搬迁是考古或化石发掘现场最常见的技术难题。采用石膏对这些文物或化石进行现场固型再提取是常用的应急性保护手段之一,对此类文物或化石的提取和搬迁具有重要作用。但石膏含有可溶盐,应用时需引入水,并大量放热,对文物或化石有潜在危害,而且石膏难以完全去除。 近年来,薄荷醇、环十二烷等可挥发性临时固型材料受到了极大关注,被越来越多地应用在发掘现场。其最大的优点就是固型材料可以通过升华轻易被去除,无残留,不会影响后续的考古研究和保护工作。但是有机物小分子固化后强度偏低,不适合较大较重文物或化石的固型提取。 针对考古发掘现场复杂脆弱而且较大、重的文物或化石的提取和搬迁需求,提出了新型临时固型材料薄荷醇和石膏复合应用的现场固型提取技术体系。本工作研究了石膏和有机小分子薄荷醇的相容性和匹配性,实验室研究结果显示薄荷醇除了在样品表面实现有效固型,还能快速在模拟样品表面形成一层致密的疏水隔离层,有效地阻止石膏加固过程中水和可溶盐的进入;而且实验数据显示石膏放热不影响薄荷醇疏水隔离层的功能。实验结果显示薄荷醇和石膏二者性能互补,有望满足发掘现场对大、重文物或化石的固型提取需求。 以新疆哈密翼龙化石的现场发掘提取为例,采用薄荷醇/石膏复合材料体系现场固型并提取一块约20 kg重的化石样品,结果证实石膏和薄荷醇复合使用技术可以很好地固型并提取较大较重的样品,同时避免了水和可溶盐对化石的破坏,而由于薄荷醇隔离层的存在,石膏的去除也非常彻底,整体固型提取效果良好。     

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。     

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。     

薄荷醇作为临时固型材料在文物保护中的应用

文物承载着丰富的历史文化信息。在考古发掘时,对于丝绸、纸张、壁画、岩画等脆弱文物遗迹的提取是考古工作的重点。为完整提取脆弱遗迹保证重要考古资料不遗失,需要在考古挖掘现场对脆弱遗迹进行临时加固。薄荷醇作为新型考古发掘现场临时固型提取材料,已在考古工地上成功应用,也引起了国外考古学界同行的高度关注。本工作总结了薄荷醇的基本性能和使用方法,并介绍了其作为临时固型材料在保护修复中的应用情况。结果表明,以薄荷醇衍生物为主体,设计合成具有梯度熔点、梯度加固强度和梯度挥发时间的临时固型材料,可为考古现场提供多样化、多功能集成化、高效便捷的固型材料。