交河故城垛泥墙体裂隙注浆工艺研究

交河故城垛泥墙体裂隙是一种典型的土遗址病害,注浆是加固土遗址裂隙的有效手段,注浆加固需要解决材料和施工工艺两方面问题。为此,进行了室内和现场试验研究,采用模数3.7、浓度12%、水灰比0.60～0.65的PS-C加固裂隙,取得了较好的效果。通过对施工工艺的研究,对裂隙封闭、灌浆管布置、灌浆工具、裂隙壁渗透、灌浆等工艺提出了相关技术要求,其结果为今后土遗址裂隙加固提供借鉴作用。     

竹炭净化文物保存微环境中低浓度二氧化硫的研究

为探索竹炭在文物保存环境领域的应用特征,研究了不同粒径竹炭对于SO₂净化的影响并测定了竹炭的吸附量,研究了竹炭净化二元混合污染物耦合的效果。结果表明:相比果壳、柳壳、椰壳3种生物质炭,竹炭净化SO₂的效果最佳,当粒径小于1.7mm时,净化效率达到 (99.6±0.2)%;单位质量的竹炭对SO₂的吸附容量为8.46mg/g;此外,低浓度NO和NO₂对SO₂没有抑制作用,但高浓度NO_x对SO₂净化有较大的抑制作用,当NO浓度为536μg/m³时SO₂的净化效果较NO浓度为268μg/m³时降低了2.9%;当NO₂的浓度从411μg/m³上升至821μg/m³时,SO₂的净化效果降低了5.7%,而SO₂对于甲酸、乙酸的净化效果抑制作用在-1%以内,且在实验浓度范围内的SO₂受甲酸、乙酸影响较低,平均净化效率分别为90.4%和90.5%。     

古代铅颜料的应用及其变色问题

铅白（2PbCO₃·Pb（OH）₂）、铅丹（Pb₃O₄）、密陀僧（PbO）是我国古代制造的三种铅的化合物.历代彩绘艺术品中大都作为绘画颜料应用.在长久的自然环境中,这三种铅颜料都会逐渐变黑.根据对敦煌莫高窟北凉、北魏、西魏、北周、隋、唐、五代、宋、西夏、元等十个朝代洞窟颜料的X射线衍射和X射线荧光分析可知:历代壁画、彩塑中变成棕褐色的颜料全部是二氧化铅（PbO₂）.通过对铅颜料化学反应原理的探讨、铅颜料变色的模拟实验等棕合研究,初步认为:紫外线、H₂S气体、相对湿度等是影响铅颜料变色的主要因素.而紫外线对铅颜料变色影响最大.在高于60%相对湿度时,密陀僧会引起变色和颜料薄层的粉状化,在80%相对湿度时特别严重.铅丹在相对湿度为80%时,表面变色严重.由于敦煌彩绘艺术中没有分析出硫化铅（PbS）颜料,由此证明,敦煌石窟受H₂S气体的影响很小.     

馆藏金属器物上浅蓝色铜锈蚀物的辨别与成因分析

不同于新出土青铜器上的锈蚀物,博物馆藏金属器物上经常可见浅蓝色铜的锈蚀物。为辨别和探析其成因,通过采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDX)、X射线衍射仪(XRD)和激光拉曼光谱仪(Raman)进行元素成分和物相综合分析,发现其为铜的有机盐。这些有机盐包括简单(或碱式)的甲酸铜和乙酸铜,也包括复杂的含有钠离子和碳酸根的乙酸铜NaCu(CO₃)(CH₃CO₂)、含有钠离子和氧离子的水合甲酸铜Cu₄Na₄O(HCOO)₈(OH)₂·4H₂O。这种浅蓝色铜的有机盐形成根源主要有两种:储存或展览环境的不当;用于除锈的化学试剂的残留。要杜绝这类锈蚀物的形成需要确保储存和展览器物的环境低湿度且无有机酸释放材料的存在。对经过化学处理的器物应确保将化学试剂清理干净且无任何残留以绝后患。对复合材料器物的处理更应谨慎,因为对不同材质的处理和保存环境要求不一样,要个例对待。     

陕西境内遗址表面CaSO42H2O产生之水盐运移规律研究

陕西境内遗址出土后短时间内表面产生白色物质CaSO₄2H₂O是非常普遍的现象。本研究利用土柱模拟遗址出土后表面产生CaSO₄2H₂O的过程,通过监测土柱中土壤的湿度、含盐量及离子变化综合分析CaSO₄2H₂O产生的原因,研究结果表明遗址出土后形成了新的界面层,在蒸发的作用下,地下水沿土壤孔隙向上迁移,同时将可溶盐带入土壤中,表面的可溶盐含量逐渐增大,达到峰值后不再增加,实验后测得表面土壤中的Ca²⁺和SO2-₄是原始土壤的数十倍,说明遗址表面产生CaSO₄2H₂O是水盐运移的结果。本研究可为遗址出土后预防CaSO₄2H₂O的产生提供依据。     

清洗剂对青铜中氯化亚铜和氯离子的清洗效果的探讨

使用XRD方法分析了1%BTA+5%H₂O₂清洗剂对古青铜上氯化亚铜相的清洗效果.给出了在BTA存在的条件下,使用PIXE、MA分析氯离子的结果.用选择性电极法,分析了在碳酸根存在的条件下的氯离子浓度.证明了1%BTA+5%H₂O₂^[1]能有效地清洗青铜中的氯化亚铜和氯离子;也证明了在适当提高温度的条件下,有利于倍半碳酸钠清洗青铜中的氯离子。     

铅丹、朱砂及其混合物紫外光致变色的电化学及光谱研究

铅丹(Pb₃O₄)和朱砂(HgS)是古代壁画和彩绘上常用的红色颜料,它们的变色是文物保护工作者、策展人和艺术史学家长期关注的问题。但由于其所处环境复杂,影响因素众多,这些颜料的变色机理的研究较为困难。为了探究紫外光照对这些颜料的影响,采用电化学方法和控制环境的紫外老化模拟实验研究了铅丹、朱砂及其混合物的光降解过程,并利用拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)对实验样品进行分析。电化学实验中铅丹受405 nm激光照射出现还原电流,朱砂出现氧化电流。紫外老化实验确认了铅丹在光照下的还原反应,反应产物为碳酸铅(PbCO₃)和碱式碳酸铅[Pb₃(CO₃)₂(OH)₂]。因此,光照会引起铅丹发生还原反应,引起朱砂发生氧化反应,两种颜料表现出典型的半导体性质。另外,光化学反应动力学结果显示,掺杂朱砂可能会加快铅丹的光降解过程。     

城固出土5件商代青铜兽面饰的无损分析及初步研究

为对陕西城固出土的青铜兽面饰的保护修复提供科学依据,同时进一步揭示其所蕴含的制作技术和相关考古学信息,采用X光探伤仪、超景深显微镜、X荧光能谱仪及显微共聚焦激光拉曼光谱仪对5件商代青铜兽面饰进行了无损分析,分析结果显示,2件为锡青铜,3件为铅锡青铜,兽面饰表面铜锈以孔雀石CuCO₃·Cu(OH)₂为主,局部见赤铁矿Fe₂O₃、纤铁矿γ-FeOOH和钙质层CaCO₃。分析结果为这组青铜兽面饰的保护修复提供了科学依据。根据检测结果,对兽面的铸造工艺、补铸痕迹、铜料配比、小孔的制作工艺等方面进行了讨论,并与殷墟及老牛坡出土同类型器物进行了类比,从而得出了这一地区兽面饰的工艺、风格与该地区铜器整体风格一致的结论,为从材料与工艺层面认知“城洋铜器群”提供了坚实的数据基础。     

基于仰韶水泥的砂岩石窟裂隙灌浆材料物理力学特性研究

为寻找适宜砂岩石窟岩体裂隙灌浆的材料,进行了基于仰韶水泥的砂岩石窟岩体裂隙灌浆材料室内筛选。研究表明,以烧料礓石为胶凝材料,以偏高岭土、石英砂为填料的浆液可作为砂岩石窟裂隙灌浆的初选材料。进一步试验表明,当浆液材料添加总质量10%膨胀剂后,最优的配比为烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1∶0.6∶0.4,最佳水灰比为0.5~0.6。针对该配比的灌浆材料开展物理力学特性测试及耐候性试验,结果表明,该种配比的浆液结石体除具有孔隙率大、收缩小、强度好的特点外,还具有较好的抵御温湿度循环、冻融循环及盐碱侵蚀等的能力,是一种较为适宜的砂岩石窟裂隙灌浆材料。研究结果也可为类似石窟岩体裂隙灌浆材料的选择作参考。     

一件中国国家博物馆馆藏铜雕塑锈蚀产物的分析研究

铜雕塑作为现代艺术品因其历史价值、文化价值、审美价值、科技价值和时代价值被越来越多的博物馆收藏。经过岁月的洗礼,雕塑上有时也会出现锈蚀产物,锈蚀产物或影响艺术品的美感或进一步损害雕塑,因此需要对锈蚀产物进行鉴别,然后采取适合的方法将其去除。为此,通过超景深三维视频显微观察、扫描电子显微镜-能谱仪、显微激光拉曼光谱和傅立叶变换显微红外光谱对一件中国国家博物馆馆藏铜雕塑锈蚀产物进行取样分析。能谱结果表明该锈蚀产物中没有氯离子,再结合拉曼光谱和显微红外光谱结果可以确定锈蚀产物是蓝铜钠石[Na₂Cu(CO₃)₂·3H₂O]和含有钠离子和氧离子的水合甲酸铜[Cu₄Na₄O(HCOO)₈(OH)₂·4H₂O],这种铜锈蚀产物在国内报道较少。为防止它们进一步腐蚀和损害雕塑,选择使用物理方法将锈蚀产物清除。科学的检测方法和分析手段为铜雕塑保护方案的制定提供了重要信息支撑和理论依据。     

陕西历史博物馆藏汉代“华仓”瓦当表面析出物的分析研究

陶质文物表面析出物中含有机酸盐的现象在国内鲜有报道。本研究采用离子色谱仪(IC)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变化显微红外光谱仪(FTIR)、超景深显微镜(DM)对一件馆藏汉代“华仓”瓦当表面析出物进行了表征和检测。结果表明,瓦当表面析出物主要由少量的二水硫酸钙和大量有机酸钙盐[Ca₃(CH₃COO)₃Cl(NO₃)₂·6H₂O]组成,两种盐的形成与瓦当的制作过程、埋藏环境和灰尘有关,有机酸盐的形成还与馆藏环境中的乙酸有关。这种析出物不仅影响瓦当表面的真实文物信息,还会进一步腐蚀瓦当本体,建议从展柜中取出瓦当进行脱盐处理,存放在无酸的环境中。本检测分析为这件瓦当的保护修复方案的制定提供理论依据,也为类似文物样品的分析提供借鉴。     

一件淮北市东汉“木侠纻”耳杯的测试分析

考古出土的漆器中,除木胎之外,有自铭“革园”的皮革与麻布为胎的漆器,有自称为“布”“绪”“纻”的麻布胎漆器,有自铭“布缯”的麻布和缯帛(一种丝织物)为胎的漆器,以及麻布夹贴于木胎之上的“木侠纻”漆器。作为夹纻胎漆器其中的一种类型,“木侠纻”漆器与“布胎”漆器在制作工艺上是否不同,二者之间是否存在技术演变关系的问题值得深入探讨。 本工作以2011年10月淮北市出土的一件东汉时期的耳杯为例,采用超景深视频显微镜、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜与能谱仪(SEM-EDS)等测试手段进行研究,深入了解汉代“木侠纻”漆器的工艺特点。显微结构观察发现在器物木胎与外层漆灰之间有着清晰的织物平纹组织结构,织物层的厚度仅占整体厚度的11.4%,远低于同尺寸“布胎”耳杯织物层所占的比例(后者一般在50%以上)。成分测试分析结果显示,髹漆材料为传统的中国大漆,红色漆膜呈色颜料为朱砂,织物材质可能为苎麻纤维,漆灰成分为SiO₂、NaAlSi₃O₈和Ca₈H₂(PO₄)₆H₂O等常见物质。上述研究结果说明,比较汉代“木侠纻”漆器工艺与“布胎”漆器,在髹漆材料、呈色颜料以及漆灰中矿物质成分等方面并无区别,仅在织物层的厚度所占胎体尺寸比例等方面有着明显差异。同时,本研究中发现“仅在木胎一侧贴附麻布”的做法与文献记载的“两麻布夹贴于木胎之上的木侠纻”工艺并不完全一致。 文章首次采用科技手段从制作材料、髹漆工艺等方面揭示了汉代“木侠纻”制作技术。事实上,从厚木胎斫制到薄木卷制成型,再到以布为胎,胎骨的变化见证了古代漆器水平的进化历程。从考古出土的漆卮、樽可以发现,薄木卷制而成的器型在两端的连接处仅依靠生漆或其他材料,其本身的结构并不牢固。古代漆工们为了防止木胎开裂,在接口处的木胎之上粘贴织物。这种借助于植物纤维的拉力增强木胎牢固性的技术即为“木侠纻”。当然,“木侠纻”工艺是否直接催生了“布胎”漆器还有待进一步讨论,但至少从传统手工业技术发展的规律可以进一步窥探两种工艺之间的借鉴或启示。时至今日,这种工艺在今天的家具、屏风制作中依然广泛使用。     

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。     

SO2气体对丝织品文物影响的试验研究

空气中的SO₂气体对丝织品文物有一定的危害作用。课题分别试验了各种丝织品试样在50μ mol/mol的SO₂气体下不同时间的影响变化。通过色差分析,红外分析,氨基酸分析及XRD分析对丝织品进行表征,得到了40℃下50天的干热老化丝织品试样在50μ mol/mol的SO₂气体下,随着试验时间的延长,其色差变化最大。经SO₂气体处理的丝织品试样的氨基酸成分发生改变,结晶度也变大,老化程度加大。本研究结果可为保存和保护丝织品文物提供依据。     

处理青铜器有害锈的一种新方法

本文注意到青铜病的粉状锈中有活性和非活性成分的区分。活性粉状锈是影响青铜器稳定的关键,采用BTA-H₂O₂试液多次局部处理,可以使青钢器锈层缝隙内的活性粉状锈变成蓝色絮状物排泄出来,直至局部区域完全除去粉状锈。然后对器物进行缓蚀处理,使之稳定。试验表明采用BTA-Na₂MoO₄-NaHCO₃复合配方比单独用BTA处理的效果更好。     

云冈石窟盐类析出物与石雕表面风化破坏形式的关系研究

云冈石窟盐害机理研究对于治理策略选择具有重要意义,为探析云冈石窟风化砂岩破坏形式与岩面伴生盐类析出物的关系,本工作采用XRD法进行了矿物组成的半定量测试,采用酸碱中和法进行了CO₂含量测定,另外采用XRD进行了盐类矿物和硅酸盐矿物定性鉴定,试图探析云冈石窟风化砂岩破坏形式与岩面伴生盐类析出物的关系。结果显示:云冈石窟岩面片状风化与砂岩碳酸盐含量高有关,而粉状风化与岩石中石膏含量高有关,不同盐类结晶析出与洞窟环境有关,这些研究结果对云冈石窟风化病害治理有借鉴意义。     

重庆大足大佛湾彩绘绿色和蓝绿色颜料的分析研究

为了确定重庆大足大佛湾彩绘含铜、砷元素的绿色及蓝绿色颜料显色成分,应用便携式X射线荧光光谱仪(XRF)、便携式显微镜等无损调查方法,结合X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDX)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、显微拉曼光谱仪(RM)等分析方法,对取自大佛湾塑像的绿色及蓝绿色颜料进行调查和分析。结果表明绿色颜料显色成分为为巴黎绿,蓝绿色颜料显色成分为氯砷钠铜石[NaCaCu₅(AsO₄)₄Cl·5H₂O]。根据研究结论推断,氯砷钠铜石可能为巴黎绿的变色产物。该结果为探讨近代人工合成颜料变色机理提供了新的线索和方法。     

广东汕头市“南澳I号”明代沉船木材的分析研究

为研究南澳I号明代船体木材的保存状况,选择对其部分木材S6隔舱板和尾舱板进行树种鉴定、含水率分析,并采用现代科学的分析手段对样品进行了形貌及化学组成等分析。研究表明:南澳I号S6隔舱板和尾舱板均为山茶科的荷木;目前其平均含水率为327.78%,而正常荷木的最大含水率只有68.26%;与正常木材的化学组分相比,综纤维素降低显著,而灰分、1%NaOH抽出物含量等都有一定程度提高;木材中溶出大量可溶盐,主要以Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cl-、SO2-₄等离子为主,总体来看各类离子的含量较高,其中,SO2-₄含量最高。且含有较多硫铁化合物,主要成分为黄铁矿。总体分析表明,在海水中长期浸泡后,南澳I号木材中的纤维素等有机支撑体已经发生了严重降解,水和大量盐分充盈在细胞腔内,木船构件样品的基本密度显著降低。所以除了水浸泡除去可溶性盐之外,还要选择恰当的化学吸附剂对南澳I号木材进行脱硫工作。     

罗汉堂周边及龙王庙沟洞窟裂隙灌浆材料试验研究

罗汉堂周边及龙王庙沟洞窟在自然和人为的影响下,产生了许多病害,其中裂隙病害不仅削弱了洞窟赋存岩体的强度及整体性,同时在外界环境的综合作用下加速了破碎岩体的风化。因此迫切需要采取裂隙灌浆的措施对其进行加固治理。选用偏高岭土作为主料,掺入少量的超细水泥,并使用碱激活剂,形成一种复合灌浆材料。通过室内试验研究灌浆材料的黏度(流动性)、收缩变形性、抗渗性及易溶盐含量等特性进行对比分析,初步筛选出适合罗汉堂周边及龙王庙沟洞窟的灌浆材料的配合比,并通过现场试验进行检测得到灌浆材料的最佳配合比。     

海上丝绸之路窑址裂隙充填灌浆材料比选室内试验研究

对裂隙进行充填灌浆,可以有效防止裂隙的进一步发展和雨水的渗漏,使遗址得以更好地保存。为比选出适宜于潮湿环境下窑址裂隙充填灌浆材料,采用烧料礓石、烧阿嘎土、砺灰三种传统石灰材料分别对浙江和福建四处"海上丝绸之路"遗址点的遗址土进行改性研究。测试改性后浆体材料不同龄期的抗压、抗折强度、收缩率,以及温湿度循环、冻融循环、水稳定性、安定性、耐碱性试验后试样的力学性能变化。试验结果表明,三种石灰类材料均具有良好的耐候性,但砺灰试样的耐冻融特性稍差、龄期强度低、收缩变形较大。烧料礓石改性试样具有较高的龄期强度、较低的收缩率、良好的耐候性。因此,建议将烧料礓石作为主剂应用于四处窑址的灌浆材料中。相关研究成果对窑址裂隙灌浆材料的选取具有实际指导意义。