铁器文物腐蚀与保护的研究现状

影响铁器文物腐蚀的主要因素有氧化气氛、潮湿环境、土壤的酸碱性环境和可溶性环境.本文介绍了铁器腐蚀的主要产物以及研究铁器文物腐蚀的主要方法,综述了目前国内外对铁器文物腐蚀和保护研究的最新进展.     

用显微镜和电镜观测高句丽时期丸都山城宫殿址部分铁器的腐蚀状况

为了从宏观和微观上掌握有关高句丽铁器的保存状况、腐蚀产物组成和结构,更深入了解文物保存的宏观表象和微观组分、结构之间的关系,借助偏光显微镜、扫描电镜、体式显微镜对选定的丸都山城宫殿址出土的8件铁器的基体及锈层进行观察分析.结果表明,褐色腐蚀微滴在器型较大的三件器物中均观察到,其中在2001JWGT806③:67中褐色腐蚀微滴周围的腐蚀物中,还分别观察到红褐色针状和黄褐色片状结构.另外有三件器物的锈蚀层外围都存在白亮枝状结构物质.腐蚀层存在枝状结构的器物中未观察到新腐蚀产物-褐色腐蚀液滴,两者不同时存在.腐蚀层中硫、氯含量呈不均匀性,但此两项影响腐蚀的因素变化趋势类同.从含氧量判断,腐蚀产物尤其是外层含氧量更高.铁钉履腐蚀速率大大超过其余器物,按腐蚀面积计,表面存在黑亮表层的几件器物腐蚀速率明显较低;大型器物的腐蚀明显比小型者严重.     

污染大气中浑仪,简仪的带锈防护

浑仪、简仪（以下简称两仪）在高PH、大气污染和日晒雨淋环境中的腐蚀是一种动态加速腐蚀过程。采用合成的双唑胺铜缓蚀剂和有机硅改性的甲基丙烯酸树脂,并分别复配成协同缓蚀剂群和含有增效稳定剂的封护剂。采用这两种材料和脱水后再防护的工艺,使带锈防护后的浑仪、简仪的腐蚀低于无污染大气中的速率。用电化学方法评价了防护技术的可行性,根据腐蚀与人工老化试验结果讨论了防护材料性能与腐蚀环境和带锈防护的关系,采用XPS分析方法探索了双唑胺比BTA更适用于两仪防护的原因。     

文物保存环境中温湿度研究

文物在贮存、展示过程中面临着环境温度、湿度、污染物对它的影响.其中,湿度是关键的一种因素.采用调湿材料控制文物保存微环境的湿度是最经济实用的方法.为了科学选用调湿材料,本工作选择了Art-Sorb(R)调湿产品与纤维调湿板,通过试验,评价了它们的湿容量、吸放湿性能、响应速度、调控时效等调湿性能.检测结果显示,Art-Sorb(R)调湿产品与纤维调湿板均有较好的调湿功能,但两者比较,纤维调湿板具有湿容量大、用量少的优点;而对Art-Sorb(R)产品,则其平衡湿度受外界环境温度的变化较小.     

封闭对敦煌莫高窟洞窟温湿度的影响

环境温湿度是影响文物保护的关键因子。本研究通过对莫高窟北区(132窟)封闭与开放洞窟的监测,对比分析了封闭对洞窟温湿度的影响,并通过人工冷凝确定了洞窟水分的主要来源。开放洞窟的温湿度随大气波动变化,但日温度波动幅度较小;潮湿天气对洞窟湿度影响较大,窟内温湿度主要受外界天气过程影响。相应地,洞窟封闭可消除外界气候及其温湿度日波动的影响,但可导致窟内湿度增高,这说明有来自围岩的水分进入洞窟。长期的封闭会使空气相对湿度明显增高,激活盐分,不利于壁画的保护。而在封闭洞窟内安装冷凝除湿-温湿度控制系统可有效地控制洞窟内的温湿度。洞窟水分的有效收集,证明有来自围岩的蒸发水分。洞窟封闭对比研究为洞窟类文物保护模式的探索提供了新的思路。     

文物保存环境中温湿度评估方法研究

为了保护珍贵文物,防止或减缓文物的老化,需要监测、评估和控制文物保存环境的质量,其中温湿度是最基本的两个指标.文物保存环境对温湿度提出了“适宜”和“稳定”的要求.立足这两项要求,本研究对文物保存环境中长期温湿度的评估方法进行了探讨.在对常规温湿度评价方法比较的基础上,针对“适宜”性评估,提出了“温湿度合格率”和“温湿度分布图”的方法;针对“稳定”性评估,构建了“温湿度波动指数”评价方法.通过对某博物馆一展厅内8个月的温湿度数据评估,验证了该方法的有效性.     

遗址博物馆土遗址病害调查与成因分析——以萧山跨湖桥遗址博物馆为例

潮湿环境土遗址的保护一直是非常困难的课题。当遗址与其他材质的文物共存时,保护难度更高。为了探讨遗址博物馆内病害发生的规律和影响因素,为未来潮湿环境土遗址保护措施的研究和设计提供依据,以杭州市萧山区跨湖桥遗址为例开展调查研究。发现盖棚可以防止雨水对土遗址的破坏,但造成了水和盐的单向迁移,是目前土遗址病害的主要根源。对于室内遗址博物馆,如何解决遗址土体水分单向迁移带来的破坏已经成为迫切需要开展研究的课题,建议尽快开展室内土遗址补水技术的实验研究。     

中国古代青铜器凝固过程的数值模拟及其相关工艺问题研究

本研究引入金属材料科学中成熟的凝固理论,对中国古代青铜器的铸造工艺进行系统研究,发现我国古代青铜器的凝固均属于非平衡凝固。基于这一认知,用ProCAST软件进行青铜合金凝固过程的仿真模拟,在动态可视的层面观察其凝固过程与铸造缺陷位置,进而探索其缺陷形成原因及工匠的处理机制。本研究总结出了我国古代青铜器凝固的4个关键要素——原料制备、温度控制、凝固时间与缺陷机理。基于现代凝固理论的模拟方法的引入,能够用一种全新的可视化、可计算的仿真技术研究我国古代青铜器的铸造工艺,为科学解读我国古代青铜器铸造工艺内涵、反映我国古代金属技术成就提供了重要的数据支撑。     

南唐二陵墓室彩画冷凝水治理研究

南唐二陵墓室在春夏之交、夏秋之交时产生大量冷凝水,严重危害墓室彩画安全。为此,在查阅文献资料和实地调研后,自2013年7月至8月对墓室内外环境温湿度进行了监测记录。结果表明:墓室内相对室外为持续低温(22℃)高湿(RH=100%)的状态,对彩画保存非常不利。随后结合室外温湿度测量记录数据,分析了冷凝水产生的原因。在此基础上,提出通过安装风幕机、除湿机对冷凝水进行治理的措施,并继续对治理效果进行跟踪测量记录,结果显示该措施能够有效降低墓室内相对湿度(RH=90%),对去除墓室内冷凝水进而保护墓室彩画有重要作用。     

明清两淮盐务道员建置新考

盐务道员是明清政府为管理食盐产销设立的重要职官。万历末年,明廷为催征盐课以供辽饷,先后创设整饬、疏理两淮盐法道。天启以后,党争剧烈,道臣清理盐法成效不彰,崇祯朝致力恢复运司专管盐法的旧制。清代重新调整盐官制度,合并运使、盐道为“管盐法道运使”,又新设监管场产的“分巡盐务道”和职司岸销的“通省盐法道”。盐务道员由朝廷差遣官变为地方盐务机构,与专管盐课钱粮的运司衙门共同成为包衣盐差的直属办事机构。皇帝为独揽两淮利权,又令两江总督兼总理盐法,与包衣盐差相互制约。道光年间,盐差因整顿不力奉裁,盐政改归总督管理。咸同军兴以后,运司、盐道的职权被招商、督销等局侵夺,两淮利权遂归总督,成为晚清督臣专权的财政基础。     

泉州湾宋代海船适宜保存温湿度环境条件研究

泉州湾宋代海船在海洋环境中沉埋七百多年,木材的物理化学性质已经发生了变化,船木中又含有大量盐分,泉州宋船这种特殊的保存状况不同于一般木质文物,因此,开展船体适宜保存环境条件研究是极为必要的。根据泉州湾宋代海船特殊的保存状况,通过盐分稳定性试验、不同湿度条件下不同木试样的平衡含水率、尺寸稳定性的观测与分析,以及温度变化对木材平衡含水率、尺寸的影响等实验,同时综合考虑节能及泉州地区气候的实际情况等多种因素,分析认为古船陈列馆内夏季温度控制上限为27℃,其余时段控制在25℃以内;相对湿度控制在60%～50%之间,变化幅度控制在5%以内较为安全合理。     

实验室模拟硅酸盐质文物除盐控盐的可视化研究

针对目前广泛使用的材料吸附除盐和加湿喷雾控盐等方法对含盐硅酸盐质文物可能造成的损伤,采用扫描电子显微镜、电阻仪和高分辨摄影仪等实时在线记录具有显色性质硫酸铜溶液在吸附除盐和水雾控盐加湿干燥过程中文物内部盐带分布的变化。研究结果表明：吸附材料除盐法和表面喷雾控盐法均会加速样品内部盐离子的扩散迁移,在样品中形成双层或多层盐结晶带;所形成的盐结晶带与样品结构特性、盐溶液在样品中的运移和蒸发速率、加湿-干燥频率等因素有关,其中溶液毛细上升高度和样品透气性越好,以及环境温度和盐溶液浓度越高,加湿-干燥频率越快,样品内部的盐带分布变化越明显。材料吸附除盐和水雾控盐等方法加速了盐溶液在样品内部的扩散,促进多层盐带的形成。这些结果对于目前文物保护所采取的除盐控盐技术手段提出了新的挑战。     

温湿度场仿真模拟在博物馆环境监测中的应用研究

针对博物馆当前的环境监测方式无法全面感知温湿度空间分布的问题,本研究引入与数据同化(EnKF)算法相结合的计算流体动力学(CFD)模拟方法,以某博物馆的展厅空间为例,获得可视化的温湿度场仿真模拟结果,并结合藏品保护要求进行数据分析和相关讨论。经与实时监测数据对比,基于数据同化的CFD模拟准确性良好,误差在可接受范围内。本研究引入的技术方法实现了博物馆环境监测从“点监测”到“场监测”的转变,后续可为博物馆藏品预防性保护提供更加科学有效的技术支撑。