文物保护用环氧树脂的光稳定剂研究

为了提高在文物保护中应用的环氧树脂的光稳定性,采用不同浓度的苯并三唑类紫外线吸收剂UV328对环氧树脂进行了耐光老化改性,并对改性后材料进行人工光老化,在老化过程中采用漫反射光谱技术和涂膜硬度跟踪监测了各种改性及未改性环氧树脂的光老化过程,同时采用傅立叶红外光谱衰减全反射技术(ATR-FTIR)以及拉力试验机测量了改性效果较好的环氧树脂及未改性环氧树脂在光老化过程中分子结构的变化和抗拉强度的变化,并推导了分子内异构化的光稳定机理。实验结果表明,UV328会先于基体材料(环氧树脂)将紫外线的能量吸收并通过分子内异构化的过程将其消散掉,从而起到保护基体材料的作用。从文物保护的角度出发,环氧树脂的最佳改性组合为3%UV328改性材料。     

受阻胺H-622改性B72及光稳定机理研究

为了提高B72文物保护材料的耐光性能,采用高分子量受阻胺H622对B72进行物理共混改性。监测了改性材料老化前后的颜色、失重等参数的变化,并探讨了受阻胺的稳定机理。实验结果表明,经受阻胺H622改性后,材料的耐光老化性大大提高,红外光谱、接触角、失重、硬度等指标的变化明显较改性前降低。同时观察到老化近500h时,改性材料的颜色基本不变。受阻胺H622对B72的稳定作用是由于受阻胺吸收光能后转变为可以再生的氮氧自由基,能捕获B72老化降解产生的自由基,从而阻止B72降解反应的不断进行。由此可见,采用受阻胺H622改性B72是可行的,提供了一种延长B72寿命的新方法。     

秦俑保护加固剂PU的复合型改性材料光稳定性研究

采用复合紫外线吸收剂UV328＋UV531,UV327＋UV531及UV326＋UV531对目前秦俑保护所使用的加固材料PU（一种MDI型聚氨酯）进行改性。通过傅立叶变换红外光谱、反射光谱、光老化失重、涂膜硬度来表征改性材料的耐光老化性能。对表征结果的比较表明,改性MDI型聚氨酯比未改性MDI型聚氨酯具有更优异的耐光老化能力,在三种复合改性材料中UV328＋UV531改性PU的抗光老化能力最佳。     

改性MDI型聚氨酯文物保护材料耐光性能研究

为了提高文物保护材料PU（一种MDI型聚氨酯）的耐光老化性能,采用紫外线吸收剂UV531、UV328和UVP对其进行改性。使用傅立叶变换红外光谱、反射光谱、光老化失重等手段表征改性材料的耐光老化性能。通过对表征结果的比较,得出了UV531改性MDI型聚氨酯比未改性MDI型聚氨酯及其它二种改性材料具有更优异的耐光老化能力,其对彩绘漆器文物样品也能起到更好的保护作用。     

陶质彩绘文物保护材料有效寿命预测方法的探索性研究

文物保护材料有效寿命的预测是文博领域十分关注的科学问题。为此,本研究通过对仿真样品进行多组平行老化实验,借鉴动力学方法探究环境对纯丙(纯丙烯酸乳液)、硅丙(有机硅-丙烯酸乳液)及B72(Paraloid B72)等保护材料有效寿命的影响。实验包括三个部分内容:一、测量仿真样品上保护材料在不同老化条件下的接触角及色度变化,以表征其耐候性;二、测量紫外光照射时间不同保护材料的可逆率变化,以表征其耐光性;三、对三种材料做热重分析,并利用热动力学原理预测其热老化寿命。所得结果如下:一、通过对仿真样品的老化循环可以直观地表达三种保护材料的耐候性,发现与文物本体的"相容性"是三种材料失效的主要原因,在不同组的老化实验中,可以看出三种材料各有优劣;二、通过测量几种保护材料的"可逆率"发现,紫外光照射下纯丙、硅丙、B72均符合二级反应,可以此为依据通过计算的方法推测保护材料在紫外老化条件下的耐久性;三、通过数据可知,在稳定、低温环境下,高分子材料的耐久性均非常优异。随着环境温度升高,保护材料的有效寿命会明显缩短。本研究探索的结果,可为现阶段较常使用的文物保护材料的寿命预测提供一些思路。     

天然染料苏木的光褪色机理研究

有机质文物如书画和纺织品在修复保护过程中常常遇到褪色问题,对于染料分子是一种不可逆的损伤,因此有必要采用一定的科学方法对原因机理进行研究。苏木在文化遗产领域常作为天然染料用于纺织品染色,但色牢度较差。通过溶液动力学模拟实验借助紫外光老化过程推测降解副产物,追踪了对曾经在文物中检测到的有效化学组分巴西苏木素和原苏木素B在N,N-二甲基甲酰胺基质里光催化老化代谢过程,分别获得20组不同老化程度的紫外老化的标准品。实验表征手段主要采用紫外可见漫反射光谱、超高效液相色谱四极杆飞行时间质谱联用及核磁共振氢谱对颜色变化趋势和老化过程进行分析。通过苏木染色及丝织品光老化实验,得到17组不同褪色程度的纺织品样品。采用液质联用在负离子模式下结合化学计量学统计分析差异代谢物及老化机制,巴西苏木素、苏木红素及原苏木素B可能的转化及降解产物分别得到一定的推论。结果显示褪色纺织品随着光老化的发生反射光谱最大波长总体发生蓝移。巴西苏木素季碳羟基容易发生脱水反应产生一系列变化,原苏木素B光老化过程容易转化成原苏木素C、尿石素C等化合物。苏木染褪色纺织品总体可分为两类组间差异,通过主成分分析出差异代谢物巴西苏木素、原苏木素B以及C等多种老化产物,这些总体因素造成体系的光老化颜色变化。这些探索性发现期待为今后天然染料的相关研究提供启发,助力提升有机质文物的科学价值认知。     

甲基三甲氧基硅烷对砂岩石刻封护性能的实验室研究

为了解砂岩石刻用甲基三甲氧基硅烷材料封护处理后的各项性能,选择四川省内风化较严重的摩崖造像区的砂岩作为实验样品,采用浸水、酸雾、盐老化、光老化、循环破坏等方法对材料的憎水性、透气性、耐老化性能进行实验测试。试验表明,砂岩样品用甲基三甲氧基硅烷封护处理后其憎水性、耐老化性都有较大的提高,透气性没有太大的改变,半涂样品经循环破坏处理后,表面出现开裂现象。通过研究表明,甲基三甲氧基硅烷材料处理砂岩后其憎水性和耐老化性都较好,但循环破坏实验提示,甲基三甲氧基硅烷材料处理石刻可能对其表面产生负作用,在石刻保护中应慎重使用。     

国外进口瓷器修复专用材料的应用研究

国内外瓷器修复的基本流程没有很大差异,但是西方国家生产的修复专用材料品种较丰富,值得国内修复界吸收与应用。为此,本研究着重对Hxtal NYL-1、Golden Porcelain Restoration Glaze、Golden Polymer Varnish with UVLS三款瓷器修复专用产品开展分析研究。测试结果显示,在国内外5类环氧树脂中,Hxtal NYL-1的拉伸强度最低,断裂伸长率最高。Hxtal NYL-1在波长365nm的紫外线照射78d后,其色差变化最平稳。紫外可见光谱数据显示Golden Glaze仅吸收一定的中波紫外线UVB,Golden Varnish对长波紫外线UVA和中波紫外线UVB都具有吸收能力。波长365nm紫外老化实验可证明Golden Glaze和Golden Varnish都具备较好的光稳定性。而在254nm紫外老化环境下,Golden Varnish表现出更佳的抗紫外性能。此外,围绕瓷器修复实例,对这些产品的在修复中的使用方法进行了简要梳理。     

赤铁矿及孔雀石对桐油和大漆老化性能的影响

本文以在古代壁画中广泛使用的大漆和桐油粘合剂为分析研究对象,以赤铁矿和孔雀石为颜料,采用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和示差扫描量热（DSC）分析方法,研究了赤铁矿和孔雀石两种颜料对大漆和桐油老化性能的影响。研究结果表明,桐油比大漆的耐老化性能好,赤铁矿和孔雀石加快了桐油老化速度,而且赤铁矿的催化老化效果更突出。赤铁矿加快了大漆的老化,但孔雀石对大漆老化的影响不明显。     

髹漆丝织品光老化性能的测试分析

髹漆丝织品光老化性能的测试分析,旨在了解其抗光老化的能力,为出土髹漆丝织品的保存和展示提供科学的依据。本工作以精制纯漆和桐油漆料分别髹涂的丝织物及未经髹涂的丝织品为试样,进行加速光老化处理。对试样的测试表明,两种髹漆试样经光照后强伸性下降轻缓,相同时段的降幅远低于丝织品,桐油漆试样降幅最小。两种漆膜在光老化中均有轻微的空洞和裂纹,纯漆膜损伤稍大。光老化过程中,漆膜对丝纤维的保护作用较好,漆丝的结晶度未有明显下降,而未髹漆丝纤维的结晶度下降显著。本研究的结果可以为出土髹漆丝织品的保存和展示提供科学的依据     

唐墓彩绘文物的保护研究

针对唐代墓葬的几件彩陶文物和壁画的特殊要求,选择性能优良的保护材料对彩绘文物进行加固保护。通过X-射线荧光光谱仪和分光光度仪进行彩绘文物颜料成分分析,选用浓度为2%的B72和2%的改性B72加固保护彩绘文物,测试保护后文物的表面颜料粘结性、耐水性、耐酸碱等性能,同时选用分光光度仪和粘接强度仪测试光照老化后文物的颜料颜色和粘接强度的变化。试验结果表明,文物颜料主要成分包括铅丹、铅丹和朱砂混合物、土红以及石绿;加固保护后文物的粘结性、耐水性和耐酸碱度都有所提高,且改性B72的提高程度比B72大;光照老化后改性B72保护的彩绘文物颜料主波长、色纯度和亮度变化均小于B72的变化,改性B72的粘接强度提高指数是B72的3倍之多,粘接性能优于B72。综合对比可以看出,加入紫外线吸收剂的改性B72保护材料很好地起到加固和保护彩绘文物的作用,在彩绘文物加固保护材料的选择上具有借鉴和指导意义。     

探索明代鋄金熏炉的工艺

以无损的科学分析方法研究3件明宣德年制的鋄金熏炉,以解释明代时期的工艺特色。研究方法包括利用X射线荧光光谱仪和扫描电镜/能谱测定铁体和鋄金的成分,反射光显微镜深入观察铁器表面网纹坑的分布,密度和深度。以红外光谱仪检测得出熏炉的表面褐色涂料为传统的大漆。以探索当中3件熏炉工艺的异同,讨论技术上的改良变化为器物带来的好坏处。     

DOMUS AUREA,THE ‘SALA DELLE MASCHERE’: CHEMICAL AND SPECTROSCOPIC INVESTIGATIONS ON THE FRESCO PAINTINGS

In this paper, data collected from the wall fresco paintings of room 114, called the ‘Sala delle maschere’, of the Domus Aurea in Rome is analysed. The chemical composition of the efflorescence is investigated by infrared spectroscopy. The colour palette is determined by means of EDXRF, Raman spectroscopy and visible reflectance spectroscopy. EDXRF has allowed an extensive mapping of the elements present in the pigments and plaster; whilst in‐situ Raman spectroscopy has been determinant for attributing the molecular composition of the pigments in a number of doubtful cases. Most pigments identified are typical of Imperial Roman fresco paintings (first to fourth centuries AD) ( Ward‐Perkins 1981 ); more interestingly, we found evidence of fragments painted with Egyptian blue, which was normally used mostly in official rooms.     

元代靳德茂墓地出土彩绘陶器的科学研究

本研究以焦作中站区靳德茂墓出土的彩绘陶器为研究对象,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、激光拉曼光谱仪(RM)和偏光显微镜(PLM)对彩绘陶器、表面颜料、彩绘层次结构进行了分析研究,并用热膨胀仪对陶器的烧成温度、密度等物理性能指标进行测试,这些为文物保护修复工作提供了基础。     

高分子彩绘类文物保护涂层材料的性能及应用研究

针对彩绘类陶器保护的特殊要求,筛选性能优良的保护材料。在人工气候箱中对所选择的9种有机高分子文物保护涂层材料进行人工老化试验,分别采用傅立叶红外光谱仪测量试验材料的分子结构,分光光度仪测量颜料的主波长、色纯度和高度的变化,粘接强度仪测量颜料的粘接强度变化。结果表明:PrimalAC33、B72、有机硅的耐老化性能好,颜色变化小,粘接强度高,能很好的起到保护彩绘文物的作用,建议在文物保护领域推广使用。     

上海博物馆馆藏俏色“春水”、“秋山”玉饰的材质、皮色及年代研究

为研究传世俏色"春水"、"秋山"玉的皮色及年代问题,利用显微放大观察、激光拉曼光谱(LRS)、显微红外光谱(FTIR)及X射线荧光光谱(XRF)技术,对上海博物馆收藏的9件俏色"春水"、"秋山"玉饰进行了皮色分布、化学成分、矿物学特征分析。实验结果表明9件玉器样品的主要矿物组成均为透闪石,其中两件样品曾经人工染色处理,染色材料与蜂蜡有关。结合考古发现及文献记载,将传世俏色"春水"、"秋山"玉的年代限于金、元,综合考量器形、纹饰、做工、皮色之后,将2件作伪俏色样品的年代定为元代。研究思路及方法是科技分析结合古器物学研究鉴定传世玉器的一次尝试。     

Identification of Suspected Horn from the Queen Anne's Revenge (1718), North Carolina,USA

Infrared spectroscopy can be a valuable tool for conservators and archaeologists to help identify archaeological artefacts. We present a case‐study on the identification of an artefact recovered by North Carolina Department of Cultural Resources (NCDCR) Underwater Archaeology Branch from an early‐18th‐century shipwreck (31CR314). The wreck is assumed to be the remains of Queen Anne's Revenge, which sank off the North Carolina coast in 1718. A sample of the artefact was analysed by infrared spectroscopy to identify it. Prior to spectroscopic analysis it was speculated that the sample could be animal horn or leather. © 2011 The Authors     

Spectrochemical Characterization of Red Pigments Used in Classic Period Maya Funerary Practices

We studied the composition, colour chromaticity and form of application of red pigments in human bone samples from seven Classic period Lowland Maya sites. The samples were analysed by X‐ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and X‐ray energy‐dispersive spectroscopy (EDS). Colour was measured using conventional colour identification standards (Munsell) and reflectance spectroscopy. Cinnabar and hematite were identified as the pigments used. We conclude that the reflectance method has advantages over conventional visual results, as it provides precise, objective and quantifiable optical data to distinguish the chromaticity, colour saturation and brightness of the pigments.