可控激光束焊接薄壁青铜器工艺实验

采用大功率二氧化碳激光器 (5kW)和大型数控激光加工工作台 (2 0 0 0mm× 1 2 50mm) ,对采用传统青铜器铸造方法制备的不同成分、不同厚度的青铜试样进行激光焊接工艺试验 ,并对焊接部位的组织、结构进行微观测试分析和机械性能测试。初步确定激光焊接一定厚度青铜器所需最佳工艺参数组合 ,用此最佳工艺参数对几件典型的青铜器文物进行了修复。研究项目对提高我国文物修复技术水平 ,具有重要意义。     

AMT复合剂保护青铜文物的研究

本依据ATM复合剂清洗粉状锈即青铜病的实验,对春秋战国时期的腐蚀青铜编钟进行保护处理,将清洗液作了IC分析。从实验和分析表明ATM复合剂不怛可消除粉状锈,而且对青铜物起到缓蚀保护的作用,简化了传统腐蚀青铜物的处理工艺。     

大型室外青铜器防腐技术

南京紫金山天文台露置的简仪、浑仪是我国和世界上现存最大的古青铜天文仪器,其制作技术代表着我国500余年前在天文、冶金铸造和工程力学等科学技术领域的最高水平。但是,由于长期露置在室外,大气污染对其腐蚀十分严重。本课题通过大量研究实验,进行了结构力学分析、计算、稳定性研究及腐蚀状况研究。采用先银钎焊后铜钎焊的复合焊接技术,解决了双金属电化学腐蚀问题。     

重庆忠县洞天堡墓地出土西汉青铜钫的腐蚀研究

为了解重庆洞天堡墓地出土青铜器的保存状况、腐蚀产物种类和埋藏环境特征等,并探索其锈蚀成因,为即将进行的保护修复工作提供科学的依据,利用三维视频显微镜、激光共聚焦拉曼光谱仪和扫描电子显微镜等对重庆忠县洞天堡墓地出土青铜钫残片进行微观形貌观察和锈蚀物结构成分分析,并利用X射线荧光和微生物分析技术对青铜钫附着土壤进行成分和微生物分析。结果表明:该青铜钫锈蚀物含孔雀石、白铅矿、铅钒、磷氯铅矿、砷铅矿和赤铜矿等;外层锈蚀存在磷和氯元素富集现象;土壤中的磷、硫和氯等元素向青铜器迁移,青铜器中铜、锡和铅元素因腐蚀向土壤中流失;附着土富含多种真菌类微生物,促进了磷氯铅矿和砷铅矿的形成。     

富锡层严重氧化青铜镜的修复技术研究——浙江省博物馆藏汉神人画像镜的修复保护

应用现代全谱等离子体发射光谱分析和X-射线衍射分析方法对严重破损的馆藏神人画像镜基体和锈层进行元素与化合物组成分析,对表层富锡的成因作出推测,并在对各种修复工艺的适用性进行研究分析的前提下,针对汉青铜神人画像镜表面富锡区严重氧化的状况,研究了修复保护的基本工艺:传统的软钎焊工艺由于含氯焊剂的原因会给铜镜导入氯离子,给其安全保存留下隐患:有机复合物焊剂虽可避免氯离子的危害,但对于缺少金属核心的SnO2区焊接强度难以保证,且铜镜残片的矫正复位也非常困难。采用耐候性好的高分子聚合物作为粘结、加固和封护材料,结合连接、矫正、补配等修复技术,较好地解决了该铜镜的修复问题。选用高度稳定的氟碳树脂RMF,应用减压工艺对铜镜进行封护保护,使铜镜基质处于与环境隔绝状态,达到长期稳定保存,为处理青铜器修复中的同类问题提供了一套有效的修复保护技术。     

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"。     

九连墩战国编钟形声复原研究

文物界修复编钟残件的传统方法是对编钟先矫形后胶接或钎焊,使用这种方法可以做到"形似",但无法获得良好的声音.为同时能获得良好的声音,通过对矫形定位、焊接方法、焊接材料、修复声弓等修复环节进行研究,采用激光焊接技术修复九连墩出土的破损双音编钟.修复结果表明,不仅复原了编钟的外观尺寸和形貌特征,而且在音频、音品方面恢复了双音编钟的乐钟特征,实现了破损双音编钟的形、声复原.研究成果可为古代金属乐器的形、声复原提供了一套全新的技术路线和工艺流程.     

青铜文物锈蚀机理及有害锈转化剂研究

为保护好出土青铜物,防止“青铜病”蔓延,必须除去有害锈,为此作了青铜器锈蚀机理的模拟性验证实验。依据电化学原理,经6次配方筛选和多次工艺条件试验,研制出能将青铜器中有害锈转化为无害锈的转化剂,它可特有害锈中的CT转化成Cl2、Cu^ 转化为Cu^2 和Cu,从而制止“青铜病”的蔓延。用此方法对青铜物进行保护,在大气中存放7年,至今保护完好,无锈点。     

深圳铁仔山古墓群出土铜器腐蚀情况研究

受深圳地区海洋气候及土壤环境影响,铁仔山古墓群出土铜器锈蚀情况严重。为了给后续的保护修复处理提供科学依据,需研究出土铜器锈蚀情况。为此,通过硝酸银定性分析、X射线荧光能谱分析、拉曼光谱分析等手段,对其表面锈蚀物进行综合分析。结果表明,该批铜器矿化严重,其锈蚀成分以孔雀石为主。其中一件铜器表面锈蚀物中含有氯磷钠铜矿,这在潮湿地区土壤环境出土的铜器中较为少见。此外,在另一件铜器表面锈蚀物中还发现疑似纳米SnO2成分。实验结果可对该批铜器的保护修复处理提供有力的理论依据和数据支持,并为深圳地区出土的其他青铜类文物的保护提供参考。     

环十二烷法提取修复石铠甲

为了探索脆弱考古出土物的提取和修复方法,利用环十二烷法对一副秦陵石铠甲进行了提取和修复。环十二烷常温下是一种半透明蜡状固体,当加热至60℃以上后可以涂刷或喷涂于器物上进行加固,由于该试剂在室温下能够逐渐地挥发掉,所以可作为脆弱物的临时性加固剂。结果表明,该方法修复后的石铠甲效果良好,与传统方法相比保留了大量原始铜丝。并可望在其它脆弱物的保护和修复中得到应用。     

X-CT结合AR技术在出土青铜文物修复中的应用

随着计算机断层扫描(CT)技术的精度不断提升,高精度的工业级CT系统集现代化射线检测技术、自动化控制技术和计算机处理技术于一身,并在青铜文物保护与修复领域体现出日益明显的优势。本工作通过南京出土春秋青铜鼎的修复案例,将高精度工业级CT技术运用到传统青铜文物修复中,并将检测影像数据与视觉增强现实(AR)相结合,为文物修复方案的制定提供了更为准确的依据,为修复实施提供了更为直观与便利的操作环境,也是对传统青铜器修复技艺的发展进行的新探索。     

陶质文物科技保护研究现状

为了提升陶质文物科技保护水平,本研究从陶质文物病害认知、制陶工艺研究、保护机理研究、保护修复案例等方面进行文献综述,回顾了国内外陶质文物科技保护的历史与现状,分析了目前陶质文物科技保护中存在的问题:陶质文物本体形成的物理化学基础研究尚不深入,预防性保护缺乏预测陶质文物病害方面的研究,缺乏科学规范的保护修复效果评价体系,未来应深入地研究陶质文物保护技术基础理论,开发出考古发掘现场成熟的系统的综合保护应用技术,并将陶质文物保护修复材料研究、保护修复技术标准化、规范化研究方面深入下去。     

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。     

唐代鎏金铜碗的修复保护

通过鎏金铜碗修复保护的实践,介绍了德国目前在青铜器文物修复方面的一些方法和经验。结果说明东西方不同文化背景所体现的对文物保护的不同认识。     

青铜文物研究中CT成像的几个作用

通过计算机断层扫描(CT)检测与成像分析后发现:陈璋圆壶的组成构件有26个,而非最初考古报告表述的19个,分三个部分合成;吴王僚剑的剑体腐蚀严重,剑上铭文为铸造而并非后刻;春秋青铜盘修复前的状态清晰可见。由此说明,CT技术在研究古代青铜器铸造工艺、鉴定青铜器真伪、检验保护修复技术路线等三个方面能起到关键作用。     

Preliminary neutron diffraction study of two fenestrated axes from the ‘Enot Shuni' Bronze Age cemetery (Israel)

Neutron diffraction (ND) analyses of ancient metals show that this method is capable of detecting differences in the inner composition and microstructure of ancient metal objects. Here, ND measurements were conducted on two ‘eye shaped’ axes from the end of the 3rd-beginning of the 2nd millennium BC. The objects were excavated from the ancient cemetery of ‘Enot Shuni' Israel; one is made of bronze and the other of silver. Both artefacts are rare finds, with the silver axe unique in the archaeology of Israel, and therefore had to be analysed locally. For that purpose, a newly assembled diffractometer (KARL) at the IRR-1 of the Nuclear Research Centre (Soreq, Israel) was used. ND measurement on the bronze axe revealed the existence of an α-phase with a range of Cu/Sn ratios (Cu–Sn solid solutions) and some amount of a δ-phase (intermetallic compound of Cu and Sn). The silver axe ND pattern shows the existence of an α-phase (Ag–Cu solid solution) and some amount of copper metal. Our ND data are discussed in comparison with XRF surface measurements and thermal neutron radiography. The results are shedding more light on the in-depth material composition profile, as well as on the objects’ structural and compositional affinities, and help to better understand the production processes and assist in conservation decisions.     

秦陵7号坑铜水禽彩绘保护及分析

K0007号陪葬坑出土了一批青铜水禽,在其中发现了少量残存的彩绘。本文从铜禽彩绘的保护、清理、彩绘颜料分析和彩绘施彩工艺分析等方面对铜水禽彩绘进行了分析研究。     

汉代铸造铸钱金属范之陶范的分析研究

汉代的铸钱遗址中出土了大量铸造铸钱金属范的阳文陶范,阳文陶范既反映出了铸造金属范时的铸型,又可看出所铸造的铸钱金属范的铸型.为揭示铸钱金属范的铸造工艺及变迁,本工作从铸造工艺角度对阳文陶范进行分析,通过对汉代阳文陶范出土概况的统计,了解了阳文陶范铸型的变迁.以西安相家巷和窝头寨铸钱遗址采集的阳文陶范为基础,对陶范的面层与背层进行了X射线荧光成分分析,在电子探针下对型腔面进行了形貌和成分分析.分析结果表明,阳文陶范分层制作的原因是为了将模上的钱币铭文和形状清晰地复印到陶范上,型腔面的检测不能表明是否使用了表面涂料.     

云南云龙坡头出土铜斧的科学分析

为研究滇西特别是古哀牢地区的古代铜器制作技术,采用金相显微镜、扫描电镜能谱分析等实验方法,对滇西云龙县坡头村出土的11件铜斧进行分析与研究。结果表明:云龙铜斧材质以Cu-Sn二元合金为主,另有Cu-SnAs三元合金。普遍存在硫化物夹杂,铸造与锻造两种制作技术并存,以锻造为主。11件样品中均进行过冷加工。本研究对认识古哀牢地区铜器制作技术与该地区青铜文化有一定的价值。     

桂平博物馆馆藏东汉双耳铜甑铸造工艺及其保护修复研究

广西桂平博物馆藏东汉铜甑对于研究广西地区青铜器冶铸技术的发展具有重要的研究价值。但器物长期保存于潮湿环境中,矿化严重、保存状况较差,亟须保护修复。本研究应用X射线影像观察、金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、模拟实验验证等方法研究了器物的铸造工艺、合金成分以及锈蚀产物成分。结果表明该器物为整体铸造成形,器物铸造时使用了轮制技术、刮板造型工艺以及铸后刻纹的工艺,箅部范块制作过程是用器身模翻制器身范后脱模,将器身模的圈足部分切下,然后在圈足泥模上刻出箅部型腔。在此基础上,遵循最低限度干预原则,力求将传统的文物修复手段与现代修复理念相结合,通过除锈、修补等保护修复措施后,不但提高了器物的整体稳定性,而且达到了可以展陈,发掘文物潜在价值的要求。