五种含氯铜合金腐蚀产物的拉曼光谱及扫描电镜的分析研究

为深入研究五种含氯铜合金腐蚀产物(氯铜矿、斜氯铜矿、羟氯铜矿、氯磷钠铜石和铜氯矾)的拉曼光谱图,进一步补充金属锈蚀物的拉曼光谱库,采集不同考古来源的铜合金上腐蚀产物的拉曼光谱,并结合扫描电镜观察了腐蚀产物的形貌特征。研究结果表明,氯铜矿、斜氯铜矿和羟氯铜矿3个同分异构体的拉曼光谱并不相同:氯铜矿和斜氯铜矿较为常见,且经常混合在一起;羟氯铜矿不稳定,非常少见,一般与其他两种混合在一起。扫描电镜观察氯铜矿主要为粒状形貌,同时也发现有葡萄状、皮壳状、钟乳状等形貌;羟氯铜矿因少见,目前只观察到板状形貌。氯磷钠铜石腐蚀产物较厚且疏松柔软,常发现于干旱地区有动物或人遗骸墓葬的出土器物上,扫描电镜观察呈花瓣形状的蓓蕾形貌。铜氯矾更为少见,笔者目前只在2件器物上发现。同时对5种腐蚀产物的形成原因进行了讨论。     

关于青铜文物深层有害锈形成与转化的分析研究

为了长久保存馆藏青铜文物,有效转化深层有害锈氯化亚铜,以仿古青铜试样为对象,应用循环伏安法、恒电位极化法等电化学实验来研究青铜在模拟中性土壤介质溶液中的电化学行为,应用X-射线衍射(XRD)、共聚焦激光Raman显微分析检测其腐蚀产物的主要物相。结果表明,氧化过程是生成有害锈氯化亚铜的反应,还原过程是氯化亚铜还原成铜的反应。运用扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)进行形貌观察和微区腐蚀产物成分分析。对氯化亚铜在不同湿度环境下的变化进行了跟踪观察。由此,为除去青铜文物深层有害锈氯化亚铜所做的一系列探讨将在博物馆藏品保护方面具有一定应用价值。     

显微红外光谱透射法快速鉴别“粉状锈”

为保护好馆藏或出土青铜文物,必须检查并去除青铜器的"粉状锈"。"粉状锈"主要由氯铜矿和副氯铜矿组成,此两种物质的红外光谱特征明显,因此,可以利用傅里叶变换显微红外光谱透射法进行鉴别。与传统红外光谱压片法相比,这种透射红外光谱法无需压片、快速、灵敏、消耗样品量少。本研究以江苏扬州曹庄隋炀帝萧后冠实验室考古与保护项目中的青铜文物为例,用傅里叶变换显微红外光谱透射法对其青铜锈蚀进行鉴别,结果表明该方法能够简单、高效和准确地鉴别"粉状锈"。     

出土青铜器是否带有原生“粉状锈”的探讨

“粉状锈”是一种危害性极强的锈蚀产物,本工作从铜的氯化物的生成和土壤环境两个方面入手,对其生成机理进行研究。研究结果表明,“粉状锈”并不是铜器在埋藏环境中直接形成的,而是在土壤中形成“病灶”———氯铜矿、氯化亚铜或两者的混合物放置于大气环境中逐渐转化而成。     

腐蚀环境下混凝土结构耐久性研究现状

氯盐侵蚀混凝土结构是造成其耐久性失效的重要因素,其对混凝土结构的危害日益显著,已引起了人们广泛的关注。本文阐述了氯盐环境下钢筋的腐蚀机理及混凝土结构腐蚀研究方法,总结了腐蚀混凝土结构的耐久性研究现状。     

综述青铜病的化学问题和相对湿度的影响作用

本文从历史和化学的角度对青铜病形成过程所提出的某些理论做了综合评述。文章提到了极为重要的腐蚀产物氯化亚铜,以及它与其它一些铜合金的重要腐蚀产物,如碱式氯化铜的相互关系。本文讨论了氯化亚铜转变的临界相对湿度,并就青铜器的保存环境和已经发掘出的青铜器上氯化亚铜可能存在的各种环境提出了建议。     

应用电位活化理论研究青铜器的腐蚀与保护(二)——关于多孔氧电极的加速腐蚀机理研究

为了探讨铜盐等腐蚀产物对青铜器腐蚀的影响,采用腐蚀膏试验和微电极测试腐蚀电流的方法研究了氯化亚铜、碱式氯化铜、碱式碳酸铜等对青铜试片和铜电极腐蚀的影响,得出氯化亚铜是加速青铜器腐蚀的最有害物质的结论。红外光谱分析表明,以苯骈三氮唑为主钝化剂的高效防护剂同时改变了氯化亚铜的结构,起到了有效抑制青铜器腐蚀的作用。应用电位活化理论阐述了青铜器粉状锈小孔腐蚀的电化学行为,提出了氯化亚铜加速青铜器腐蚀的多孔氧电极催化模型。     

长江中下游古铜矿及冶炼产物输出方向判别标志初步研究

根据大量野外调查和相关样品的测试分析,指出了长江中下游铜矿带古代矿冶遗址分布及冶炼遗物岩相和地球化学特征;讨论了利用铅、铜等同位素及微量元素示踪本区铜矿冶炼产物输出方向的可行性,指出利用亲铜微量元素特征组合(包括富集、贫化元素,元素对及元素组合等)作为判别标志是相对而言较好的方法,同时要定性与定量标志综合考虑。     

湖北随州叶家山西周墓地出土青铜器锈层结构的综合分析

为研究湖北随州叶家山西周墓地出土6件典型青铜器残片的锈蚀特征,利用超景深三维视频显微分析、X射线荧光光谱(XRF)、离子色谱、拉曼光谱(Raman)及扫描电镜能谱面扫描分析(SEM-EDS Mapping)等方法对其进行了综合分析。研究结果表明:叶家山墓地墓葬多为中性/弱酸性、贫氯埋藏环境,有利于青铜器的保存。其锈层结构丰富,符合基于水与青铜器模拟腐蚀过程所推导的锈层结构类型。唯M46为弱碱性、富氯的埋藏环境,该墓出土残片锈蚀中存在有害锈,属于典型"粗糙疏松"锈层类型,亟须对该墓出土其他铜器进行相关保护处理。本研究系利用拉曼及扫描电镜能谱面扫描分析等方法对古代青铜器锈层结构进行原位、综合分析的工作。实践指出,利用拉曼及扫描电镜能谱面扫描分析等方法,可快捷、高效、有针对性地分析古代青铜器的锈层结构。     

微量元素示踪古代青铜器铜矿料来源的可行性

目前,微量元素示踪法在青铜器矿料来源研究中的应用不尽人意。为此,模拟熔铸青铜器,对它们的微量元素作多元统计分析,旨在探讨利用微量元素探索古代青铜器铜矿料来源的可行性。分析表明：若舍弃冶炼后富集亍炉渣中的亲石亲铁元素,而仅选取富集于铜料中的亲铜元素及一些凡具有亲铜性,又具有亲铁性元素的成分数据,则通过多元统计分析,能较好地区别不同产地的铜矿料。     

四川广汉龙居寺中殿壁画制作材料与工艺研究

广汉龙居寺中殿壁画为四川地区明代建筑壁画中精品。为了解该壁画制作材料与工艺,采用显微观察、激光粒度仪分析、X射线衍射、拉曼光谱、酶联免疫等方法,对样品结构形态和材料组成进行了分析。结果表明:该壁画载体为编竹夹泥墙结构。地仗层泥土颗粒矿物成分主要为石英、钠长石,颗粒组成墙体壁画以粉粒为主、砂粒次之,垫拱板壁画粗泥层比细泥层砂粒含量偏低、粉粒含量偏高;加筋材料粗泥层为稻草秸秆、谷壳等,细泥层为棉或麻纤维。颜料层显色成分为古代壁画常见矿物颜料,红色为朱砂、铅丹,绿色为氯铜矿、副氯铜矿,白色为方解石、滑石,黑色为炭黑,蓝色为石青,黄色为针铁矿,胶料为动物胶或蛋清。该壁画在四川地区明代建筑壁画制作材料与工艺上具有典型性,主要体现在载体结构类型、地仗层材料组成、颜料层显色成分等方面。研究成果不仅可为该壁画后期保护修复提供依据,而且丰富了对四川地区明代建筑壁画的认识。     

Atacamite pigment at Tell Abraq in the early Iron Age

X-ray powder diffraction analysis identified a concentration of green pigment in a shell from Tell Abraq as the copper mineral atacamite. The use of atacamite as a pigment in the ancient world is discussed.     

Multiple Microanalyses of a Sample from the Vinland Map

A sample of the Vinland Map remaining from the radiocarbon dating was analysed with the purpose of identifying the post‐1950 contaminant and establishing other evidence on the material composition, identity and condition. The analyses revealed that the parchment originates from a bovid and contains hair remnants. The fibre structure was in poor condition, with fragmented collagen fibres and a low hydrothermal stability. Greenish and reddish particles were observed on the parchment. The greenish particles were identified as basic copper(II) chloride, most probably atacamite, and the reddish particles as rust; that is, various iron(III) oxides. The extracted modern contaminant was identified as being naturally produced glycerol monostearate.     

RECENTLY IDENTIFIED EGYPTIAN PIGMENTS

On several bowls from Nubia (1600 b.c. ) and on one canopic jar (New Kingdom) huntite, a calciummagnesium-carbonate CaCO₃. 3MgCO₃ was identified by means of X-ray diffraction and infra-red absorption techniques. Vases from the Amarna period (1370 b.c. ) are decorated with a blue paint, which proved to be cobalt-blue. Copper chloride atacamite was used on limestone reliefs from Thebes-West but the green frit chrysocolla occurs more frequently on Egyptian objects as is mentioned in literature.     

氯离子选择性电极测定铁器碱性脱盐溶液中 氯离子的含量

在铁质文物的保护过程中,脱盐是重要的保护程序之一。通常铁器的脱盐溶液为碱性。本工作主要研究氯离子选择性电极法在测定碱性脱盐溶液中的氯离子含量时,溶液pH值和复配溶液中的表面活性剂对测定结果的影响。实验结果表明:(1)用氯离子选择性电极法测定碱性脱盐溶液或复配碱性脱盐溶液中的氯离子浓度是可行的;(2)溶液的pH值对测量结果有一定的影响,当溶液pH值在2～7范围内时,其对电位值影响不大;(3)表面活性剂对测量结果影响较小,在实际应用中,应配制与待测溶液组分相同的氯离子标准溶液,后期数据处理并绘制标准曲线,以使测量结果尽可能接近实际值。精密度和回收率实验表明,该方法准确度满足定量分析的要求。由此可见,当脱盐溶液为碱性NaOH或复配碱性NaOH溶液时,用氯离子选择性电极实时监测脱盐溶液中的氯离子含量能较好地反映器物脱盐程度。     

敦煌莫高窟第85窟颜色监测研究

为说明敦煌莫高窟第85窟颜料目前所处的状态,用色度计和CIE1976年表色系统进行选点监测,并进行X—衍射分析。分析、监测结果表明,第85窟颜料有7种颜色,其中绿色颜料是最稳定的一种。颜色的色度值不仅反映了颜料当前所处的状态,而且对了解古代画师调色、技法、配比等提供一定的线索。这些信息对保护修复有指导性意义,     

Surface Rotations on and Around a Semi-Parabolic Canyon in an Elastic Half-Space Induced by Out-of-Plane SH-Waves,I: Torsion

The surface displacement amplitudes excited by out-of-plane SH waves on and around a semi-parabolic canyon had solution that was introduced over twenty years ago. In 2015, such solution was updated to much (5 times) higher frequencies, using a transformation involving the Wronskian. The same excitations also introduce rotations on and around the parabolic canyon. This article is the first of two that discuss the torsional component of rotations, with the rocking components discussed in the subsequent article. The rotational amplitudes of motions, as much as the displacement amplitudes, play an important role in studying the surface responses of structures, and can lead to a better understanding of the behavior of surface topographies in the event of seismic excitation.     

阿尔寨石窟壁画颜料的拉曼光谱分析

本文利用拉曼光谱对内蒙古阿尔寨石窟壁画不同颜料进行了鉴定和分析。结果表明．绿色颜料为碱式氯化铜、蓝色颜料为蓝铜矿、白色为方解石、红色为朱砂、黑色为碳黑。这为阿尔寨石窟壁画进行研究及保护工作提供了科学的依据。同时也表明,拉曼光谱简便、快速、对样品要求量小．对样品无损分析,符合文物材质分析的要求,并可得到准确的信息。