拉曼光谱在纸质文物研究中的应用

纸张的老化程度一直是纸质文物保护中的重要研究方面,以往多采用目测法和经验来推断纸张的老化程度。纸张物理强度、聚合度等能表征老化状态的理化性能测试由于需要大量的样品而无法用于文物检测。近年来随着显微共聚焦拉曼光谱、近红外傅里叶变换拉曼光谱、表面增强拉曼光谱等技术的发展,作为一种原位、无损、微区的分析方法,拉曼光谱被越来越多地应用到了纸质文物的相关分析研究中,为纸质文物的保护修复提供科学依据。结合国内外文献,对拉曼光谱在纸张老化、碳黑颜料以及其他颜料上的应用和研究现状进行了梳理归纳。随着拉曼光谱应用的不断深入,以及与其他分析技术、化学计量学等的结合,未来将在纸质文物研究中发挥更多的作用。     

高光谱和拉曼光谱的比较——以亚美尼亚手稿为例

亚美尼亚手稿因其独特的艺术性享誉于世,对其装饰颜料的研究能够帮助制定保护修复方案、研究颜料制作历史、贸易路线和文化交流等等。拉曼光谱是常用的颜料分析手段,但其光斑较小,不适用于大面积颜料区域的分析。高光谱是一种反射光谱,能够快速扫描大面积区域,对于大面积颜料的识别有潜在的优势。分析仪器:高光谱:VNIR1003B-10147型高光谱,光谱采集范围380~1000 nm,光谱分辨率0.64 nm。采用线扫描,每行1600像素。光源为由Techniquip 21DC控制的卤素灯。拉曼光谱:自行研发的专门用于文物颜料分析的拉曼光谱仪,可以原位分析较大尺寸的手稿。激光光源632.8 nm,光谱范围91~2577 cm^-1,光斑大小约30μm。     

便携式X射线荧光现场分析壁画颜料适用性研究——以西藏拉萨大昭寺壁画为例

便携式X射线荧光光谱仪作为快捷的无损分析技术,广泛应用于壁画文物的现场分析中.本文利用便携式X射线荧光光谱仪分析了西藏拉萨大昭寺转经廊壁画,选取部分样品,利用实验室X射线荧光分析,发现所分析颜料的主要显色元素具有一致性,并利用拉曼光谱确定了壁画颜料的成分.通过比较研究,发现便携式X射线荧光光谱仪可确定大部分色彩较为纯正的颜料的成分,同时,由于西藏拉萨大昭寺壁画颜料的杂多性,对于含砷的橙色颜料、含砷或含铅与含铁的黄色颜料、含铜砷的绿色颜料、含钙硫的白色颜料、群青与孔雀石的混合颜料则需结合拉曼光谱确定之.本研究工作显示,利用便携式X射线荧光光谱仪开展现场检测,可极大地减少实验室分析样品的取样数量,有利于壁画颜料的无损分析与微损分析.     

唐张臣和墓彩绘陶质文物的拉曼光谱和X衍射分析

利用拉曼光谱和X衍射方法,对张臣和墓彩绘陶质文物颜料及胎体进行分析,结果表明各种颜料保存基本完好,为以后科学保护修复这批彩绘陶质文物提供了科学依据。同时也证明,在样品量极少的情况下,利用拉曼光谱和X衍射等方法可有效鉴别古代颜料的种类及文物胎体的成分。     

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。     

唐韩休墓壁画制作工艺及材质研究

利用体视显微镜、扫描电镜-能谱(SEM-EDX)、微区X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等方法,对韩休壁画墓材质和工艺进行了研究和探讨。壁画的制作工艺为:在0.7厘米左右的草拌泥层上涂抹0.15到0.37厘米厚以碳酸钙为主要成分的白灰层,之后在其上进行绘画,颜料层厚变化较大。在颜料使用的方面,发现了一种少见的黄色矿物颜料钒铅矿,同时发现该墓葬还使用了有机植物染料靛蓝,上述两种颜料在我国已经发现的墓葬壁画和石窟壁画中均较少见。壁画所使用的其他颜料为唐代常见的矿物颜料,但发现了铅丹颜料变色的中间产物。上述工作为唐墓壁画研究提供更多的参考。     

甘肃省天水伏羲庙壁画颜料显微分析

为了解甘肃省天水伏羲庙壁画的制作工艺和颜料成分,采用偏光显微镜、显微拉曼光谱和扫描电子显微镜-能潜分析对6个样品进行了分析。结果表明,所使用的颜料为矿物质颜料,多为绿,白、红、蓝色等。其绿色颜料为人造碱式氯化铜,白色颜料碳酸钙,红色为朱砂和铅丹,蓝色颜料为青金石。     

山西南部新石器时代末期彩绘陶器颜料的科学分析

利用扫描电镜及其附带的能谱仪对山西南部三处新石器时代末期遗址或墓地出土陶器表面的彩绘颜料进行了显微元素分析,并结合激光拉曼、X射线衍射及红外三种微损结构分析技术对元素分析结果进行了验证。分析结果显示,红色颜料均为朱砂,白色颜料为方解石,黑色颜料为石墨,绿色颜料为孔雀石。在此基础上,结合相关文献,对此地区颜料的使用情况进行了探讨。     

唐杨会墓石棺彩绘颜料的分析研究

为了科学认知出土于陕西省榆林市靖边县的唐杨会墓彩绘颜料,本工作利用拉曼光谱和带能谱仪的扫描电镜对杨会墓石棺上的有代表性的六个彩绘颜料样品进行分析研究。结果表明其绿色为石绿,白色为铅白、黑色为炭黑、褐色为铅丹与密陀僧的混合颜料,红色为朱砂,粉色为铅丹与铅白的混合颜料,含铅颜料保存良好,未发现变色情况。本研究将为相关考古学研究和文物保护提供重要信息。     

北齐徐显秀墓壁画颜料的科学分析

为了解徐显秀墓壁画的颜料成分和制作工艺,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射等方法对墓葬壁画颜料进行了分析和研究。结果表明,颜料均为无机颜料,红色颜料主要有铁红和朱砂;黄色颜料为密陀僧;黑色颜料为炭黑;灰色为碳酸钙和炭黑的混合物;白色颜料有碳酸钙和含砷铅矿物,其中碳酸钙既为地仗层,又做颜料层,另外墓道白灰层则主要为石膏。分析结果为了解北齐时期墓葬壁画颜料的时代和技术特征提供了新的材料。     

延庆辽代墓葬壁画制作工艺及其颜料的物相鉴定

北京延庆发现一座辽代晚期的壁画砖室墓。为研究该墓室壁画结构和鉴定其颜料成分,运用拉曼光谱、X射线衍射和X射线荧光等多种方法进行了分析研究。结果表明该墓室壁画主要有灰泥层、白灰层和颜料层组成;红色颜料的呈色物相为α-Fe2O3,黑色颜料的呈色物相为炭黑。     

显微拉曼光谱研究古埃及手稿

<正>本研究使用显微拉曼光谱对17件哥伦比亚大学藏的公元前4世纪至公元10世纪有确切年代的古埃及手稿上的黑色颜料进行了详细研究。结果发现黑色颜料的拉曼谱线随手稿年代的不同而规律变化着。这一发现可以为古代手稿的年代分析提供一种新的无损分析手段。实验方法:将古埃及手稿夹在两快磨砂板中间,以保证文物安全。上     

道教人物画像颜料的原位无损分析

利用漫反射光谱、显微激光拉曼光谱和能量色散X射线荧光技术,对一张道教人物画像的颜料进行原位无损鉴别,结果显示,画像主要使用了朱砂、巴黎绿、群青、雌黄、碳黑和铅白。为了明确群青是人工合成还是天然颜料,采用X射线衍射对画像蓝色颜料进行物相分析,结果表明,该颜料确为合成群青。由于群青和巴黎绿均为人工合成颜料,其首次合成时间分别为1828年和1814年,清代晚期引入我国,由此推断该画像应在清代晚期以后绘制。这一研究表明,上述三项技术联用非常适合于易损和不允许取样的古字画颜料的无损分析鉴定,在纸张类文物分析中具有广阔的应用前景。     

利用XAFS研究古埃及蓝、绿的呈色原因

1814年在意大利壁画中发现的一种含Ca、Cu和Si的蓝色颜料,曾被认为是最早的合成颜料。但同样的颜料在埃及遗址中发现作为装饰物,称为“埃及蓝”,古埃及（公元前2600年）把它作为青金石的仿制品,然而到了公元700年,该制作技术失传了。与“埃及蓝”同时出现的是呈孔雀石青绿色调的“埃及绿”,它和“埃及蓝”有同样的元素组成,它通常用来装饰叶片。研究人员曾通过电镜、X衍射、微区拉曼和紫外可见光分析．     

高光谱成像技术对宜宾市博物院藏族谱印记的分析

采用高光谱成像仪对宜宾市博物院藏族谱书画上11处模糊、局部有脱落的印记进行数据采集,用ENVI软件对高光谱数据进行分析处理。通过对印记光谱曲线和标准颜料数据库的比对得知印记颜料的主要成分可能为朱砂,并结合激光拉曼光谱仪进行验证。通过对光谱图像进行最小噪声分离和波段运算处理后增强了族谱印记的可识读性,印记可识读性的增强有助于正确识别印记内容,对族谱书写者、书写者印章使用信息、文物收藏信息和文物价值等研究具有重要意义。     

西安出土唐墓壁画黄色颜料的分析研究

西安南郊集中发现了4座唐代壁画墓,时间跨度为初唐至晚唐。为了解这些唐墓壁画的黄色颜料类型,通过偏光显微分析、拉曼光谱、扫描电镜能谱及X射线衍射分析确定颜料成分。结果显示:初唐、盛唐、中唐三处壁画黄色颜料为土黄,一处晚唐壁画黄色颜料为钒铅矿。钒铅矿颜料的应用是继西安理工大曲江西汉墓、西安唐代韩休墓壁画中发现的又一使用实例,该颜料至晚唐仍有使用,为研究钒铅矿颜料在西安地区唐墓壁画中的应用历史研究提供重要补充依据。同时结合文献调查,推测所使用的黄色颜料可能均为就地取材。     

清彩绘莲花生大师像唐卡绘制材料研究

利用超景深显微观察、扫描电镜能谱、显微共聚焦激光拉曼光谱等分析方法对待修复清彩绘莲花生大师像唐卡的绘制材料进行综合分析,研究结果表明,清彩绘莲花生大师像唐卡画布材质为棉纤维,部分装裱布料使用了丝纤维,绘制颜料主要使用了群青、炭黑、铅丹、朱砂、雌黄等矿物颜料。     

西安新发现的两座元代墓葬壁画颜料研究

西安市雁塔区集中发现了一处元代家族墓,是陕西重要考古新发现之一。其中两座编号为M38、M40的墓葬残留壁画,壁画残损但颜色鲜艳,基本保留了颜料层结构信息。为了解这两座元墓壁画的颜料类型,通过剖面显微观察、扫描电子显微镜-能谱、拉曼光谱和显微红外光谱分析等多种方法,对壁画颜料成分开展了调查分析。结果显示:壁画颜料包含矿物颜料和有机染料——红色颜料有铅丹、朱砂、铁红,黑色颜料为炭黑,白色颜料为白垩,绿色颜料为石绿,蓝色颜料为石青和靛蓝；墓葬M38的壁画有白灰层,墓葬M40的壁画无白灰层。靛蓝的应用是西安地区继唐代韩休墓壁画中发现之后的又一使用实例,为靛蓝在元代作为绘画材料在壁画中的使用提供了新的资料。研究结果也将为两处元代墓葬壁画后续的保护修复提供重要参考。     

河南南阳出土战国漆皮甲制作工艺的分析研究

本文综合运用现代分析检测技术研究了河南南阳出土战国漆皮甲的制作工艺,利用X射线衍射、X射线荧光光谱、激光拉曼光谱、红外光谱等分析确定了漆皮甲的物相组成和元素组成,结果表明漆皮甲残留漆膜主要由天然生漆采用涂灰髹漆传统制作工艺加工而成,表面涂有天然颜料朱砂作为装饰,漆液中没有添加桐油。     

19世纪中国外销油画的白色颜料研究——以《上海外滩》油画为例

外销油画(export oil painting)作为中国早期油画遗存,不仅呈现了中国南方沿岸城市的地理风貌和风土民俗,而且蕴藏着中国早期本土油画的制作技艺。本研究采用X射线荧光光谱、扫描电子显微镜-能谱,并结合傅里叶变换显微红外光谱和拉曼光谱调查了一幅19世纪中国外销油画《上海外滩》中所用白色颜料的种类及其使用方法。研究结果表明:该幅清代油画画作底子所使用的白色颜料主要为白垩(CaCO₃)和石英(SiO₂);在颜料层中发现含锌颜料与油性媒介发生化学反应的产物羧酸锌(金属皂)。本研究为中国早期外销油画的材料与技法研究及修复保护提供了参考依据。