“南海Ⅰ号”出水漆器残片的成分结构分析

为了用现代化学分析手段来剖析“南海Ⅰ号”漆器的髹漆工艺,以“南海Ⅰ号”出水的3片不同髹漆工艺的漆片为例,采用显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、共聚焦拉曼光谱仪(Raman)等科学测试仪器进行研究,从髹漆的层数、显色材料的成分、漆膜的成分、漆灰的结构和成分、胎体的结构等方面来深度剖析“南海Ⅰ号”出水漆器残片的结构及制作工艺。表面显微观察显示漆片花纹精致美观,细部处理到位;截面显微观察显示剔红样品共有9层,分别是外漆5层,内漆1层,内外漆灰各1层,胎体1层;剔犀样品共7层,分别是外漆3层,内漆1层,内外漆灰各1层,胎体1层;褐漆样品共6层,分别是外漆和内漆各1层,内外漆灰各1层,内漆灰中加杂1层编织物层,胎体1层。拉曼测试结果表明3块漆片中红色显色材料为朱砂(HgS),黄色显色材料为雌黄(As_(2)S_(3)),黑色显色材料为炭黑(C)。样品中内外漆灰成分为羟基磷酸钙[Ca_(5)(PO_(4))_(3)(OH)]、石英(SiO_(2))和水合草酸钙[CaC_(2)O_(4)(H_(2)O)_(2.375)]等常见物质。漆膜的成分是生漆中添加了少量的石英颗粒,没有添加桐油作为助剂。     

巴蜀金银错犀牛铜带钩的复制

我国古代传统的金银错工艺(亦称金银镶嵌工艺)是春秋战国时期青铜技术方面出现的一种新工艺。在铸造成型的青铜器上采用各种质地的材料,例如绿松石、玉石、玛瑙,金银,赤铜等,实施隐嵌的技法形成精美华丽的图案或文字。这种精细青铜工艺的出现,致使古代的青铜器在装饰技术方面得到了更新的发展。     

故宫东华门城楼天花颜料胶结材料的科学研究

为研究故宫东华门城楼井口天花所用颜料胶结材料,通过热裂解-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)、红外衰减全反射(ATR)面扫描对东华门绢本、纸本天花绿色颜料层分别进行分析检测。PyGC/MS分析表明绢本天花绿色颜料层所用胶结材料应为动物胶,且天花上有油脂类污染物;红外ATR面扫描分析确定纸本天花绿色颜料层所用胶结材料为蛋白质类材料,且可能为动物胶。研究结果有助于故宫东华门城楼井口天花制作工艺的研究及保护方案的制订。     

克孜尔石窟出土蓝色颜料研究

克孜尔石窟是蜚声中外的佛教艺术宝库,其丰富的历史文化遗存,是研究丝绸之路文化交流与融合的重要实物资料。为了解克孜尔石窟第189窟前发现的蓝色颜料,采用X射线衍射(XRD)对其成分进行分析,采用拉曼、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)将其与第189窟壁画蓝色样品的元素组成及物相进行对比,采用酶联免疫吸附测定(ELISA)、透射傅立叶红外光谱(FTIR)对其可能含有的胶结材料进行分析。结果表明,该出土蓝色颜料样品为青金石,胶结材料为植物胶。研究表明,通过多种分析手段联合使用,可以更全面、客观地了解分析对象的各种信息,为今后克孜尔石窟壁画制作材料及制作工艺的分析提供经验和借鉴。     

广西花山岩画颜料脱落和褪色原因分析

花山岩画是研究我国百越民族古代社会历史最重要、最直接的资料,岩画颜料脱落和褪色是岩画的主要病害。任何文物发生病害既与其制作材料和工艺有关,也与其保存环境因素相关。本工作在花山岩画制作材料和工艺分析研究以及区域环境特点分析的基础上,分析并讨论了岩画颜料脱落及褪色发生的原因。结果表明,岩画颜料层病害主要是受物理风化(温差变化、高湿度与光辐射)、化学风化-溶蚀作用和胶结材料老化引起;颜料褪色是由于岩画颜料表面覆盖泥质薄膜和颜料胶结材料老化导致颜料颗粒脱落致使颜料色彩饱和度降低,岩画颜色变淡变暗。     

复合材料贴敷脱盐技术在脆弱陶器脱盐中的应用

可溶盐是导致陶器酥粉等病害产生的重要因素。为了实现对脆弱陶器的有效脱盐处理,本文系统研究了复合材料贴敷脱盐法的工艺条件。采用高吸水树脂材料糊化后与载体材料制成复合脱盐垫对器物贴敷脱盐,采用纸条—氯离子选择电极法表征陶器的脱盐效率。实验结果表明:聚丙烯酰胺盐类材料(SF4)和聚丙烯酸盐类(SL10)脱盐效果最佳。复合材料贴敷脱盐技术在脆弱陶器脱盐中具有高的脱盐效率,是一种安全可行的脱盐新方法。     

山西省介休市后土庙彩塑制作材料及工艺初探

山西省介休市后土庙是一处国家级重点文物保护单位,主要以其精美的琉璃建筑而闻名,琉璃建筑被誉为"三晋琉璃塑造艺术的博物馆",在其东西配殿保存有明清时期的彩塑约1000余身.自从1993年落架保存在库房后,由于本身潜在的病因以及后来保存环境等因素的影响,彩塑产生了严重的酥碱粉化等病害.为了对其进行修复以及改善其保存环境,本文在现状调查的基础上,应用X-射线衍射(XRD)、离子色谱(IC)等分析仪器,对彩塑的制作材料及其工艺进行了分析研究,初步分析了彩塑病害产生的机理,为进一步的病害修复材料及工艺的筛选以及保存环境的改善等提供科学依据.     

广西宁明花山岩画颜料胶结材料分析研究

花山岩画是研究我国百越民族古代社会历史的重要资料。岩画颜料中胶结材料分析是判断岩画制作工艺、岩画颜料脱落、褪色原因以及岩画病害治理的重要依据。本工作利用三维视频显微镜和材料显微镜、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、气相色谱质谱仪(GC-MS)等,主要分析了花山岩画颜料胶结物成分。结果表明,岩画颜料胶结材料为植物性粘合剂;颜料样品中含有分布均匀的草酸钙,草酸钙的形成与颜料使用植物性粘合剂有关。     

矿化溶液浸泡-气体扩散法加固骨质文物

本研究探讨了以钙源、磷酸盐源、胶原蛋白矿化溶液浸泡—气体扩散多循环法加固古代骨骼材料的工艺方法，并利用超景深显微镜、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪、扫描电镜和色度分析法、抗压强度试验等方法研究了保护效果。结果表明，利用该工艺处理后的生物磷灰石骨骼具有加固材料成分和骨质本体一致，原位合成且深入到骨质内部等特点，克服了有机聚合物及其他矿物材料简单物理充填的一些弊端，且处理过程简单、效率高、外观改变小，能满足对脆弱骨质文物、人骨及其他动物骨骼的加固保护需求。     

甘肃拉卜楞寺壁画表面涂层材质分析

西藏壁画表面大多刷有保护涂层。据记载,其材质主要是桐油、牛胶或清漆等。但目前,对该涂层材质科学的研究却较少,不利于后期保护修复。为配合拉卜楞寺壁画保护修复项目,本研究以衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)、核磁共振氢谱法(~1H-NMR)、热裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)技术等分析手段,对甘肃夏河拉卜楞寺弥勒佛殿、时轮学院主殿壁画的涂层进行了分析。结果表明,两处佛殿壁画涂层可确定是一种干性油,种类与桐油较接近。但由于西藏壁画在材料和工艺上的独特性,材料老化等因素,拉卜楞寺壁画涂层在组成和结构上,与现代桐油有一定差别,表现出一定的丰富性和复杂性。后期修复,可采用性质与西藏传统涂层材料接近的干性油,例如桐油,作为新的壁画表面涂层材料。     

阳高云林寺彩塑制作工艺与材料研究

在对阳高云林寺彩塑现场调查的基础上，利用X射线荧光分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)、显微共聚焦激光拉曼光谱分析等方法对颜料的化学成分进行了分析。研究发现云林寺彩塑是遵循传统工艺制作的，同时也有裱纸、颜料混合使用、拨金等个性之处。颜料方面，红色使用了铅丹、朱砂和铁红三种，绿色颜料为巴黎绿和碱式氯化铜两种，蓝色见有蓝铜矿和群青两种，黑色为炭黑。本研究比较全面地揭示了云林寺大雄宝殿彩塑制作工艺和使用材料的情况，丰富了对古代彩塑制作工艺和材料的认识，为保护修复实施奠定了基础。     

永乐宫壁画制作材料及工艺的初步调查分析

永乐宫原位于山西省芮城县永乐镇,建于1247—1368年,是为纪念吕洞宾而修建的。其壁画绘制700多年来,历经多次自然灾害和修缮,还经历了20世纪60年代的整体搬迁,目前壁画已出现常见的颜料层起甲、脱落、粉化等病害,还存在拼接缝开裂起翘,表层画面受污染变色的状况。由于早期切割、搬迁和修复的大量介入,现存壁画表面及内部结构都发生了巨大的变化。永乐宫在搬迁过程中保存下来的少量壁画残块,一定程度上代表了永乐宫壁画的原始状态,是研究早期壁画材料和工艺信息的重要的和极有价值的样本。对此,针对取自永乐宫的11块壁画残块的微量样品,通过光学显微镜(OM)、剖面分析(cross-section analysis)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱(SEM-EDS)等多种分析手段,对其制作材料和工艺进行初步调查分析,并取得了其相关壁画地仗、颜料材质及绘制壁画层位的信息,为永乐宫壁画的科学保护和深入研究提供了重要的基础资料。     

西汉海昏侯刘贺墓出土铁兵器科学分析研究

利用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线荧光-光谱仪(ED-XRF)及金(矿)相显微镜等研究手段,对江西西汉海昏侯刘贺墓主墓藏椁武库当中出土的19件铁兵器进行金相显微组织观察、夹杂物形貌观察和成分检测分析。结果表明:海昏侯刘贺墓出土铁兵器主要为炒钢制品(12把长铁剑,2把环首铁刀,占比为73.68%)和少部分块炼渗碳钢制品(5把长铁剑,占比为26.32%),制作工艺以炒钢为主,块炼渗碳钢为辅,其中经过分析还发现了以炒钢为材料进行折叠锻打/叠加锻打的百炼钢工艺。表明至迟在西汉中期,钢铁冶金技术体系依然为块炼铁及块炼渗碳钢体系、生铁及生铁制钢体系共存,但体现为后者是主要制作工艺的发展趋势,此结果为研究该时期乃至中国古代钢铁冶金技术提供了新的资料,具有重要的意义。     

内蒙古塔尔梁五代墓葬壁画材料和制作工艺研究

塔尔梁墓葬壁画墓位于内蒙古呼和浩特市南部的清水河县。为了解该壁画的材料和制作工艺,通过显微镜、扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼分光光谱仪对揭取时脱落的5个试料的颜料层、白灰层和地仗层的材料进行了分析。结果表明,红色颜料的主要成分为三氧化二铁,黄色为水合氧化铁,黑色与灰色中包含石墨构造碳黑;白灰层的主要成分为碳酸钙。地仗层主要成分为石英、方解石以及长石等粘土矿物,且在地仗中发现石灰籽粒,由此推测地仗制作时加入了石灰。地仗出土时多空洞,并发现了植物硅酸体,根据形态综合判断制作地仗时拌入了麦草与麦壳。根据材质分析结果,壁画的制作工艺为:加入了石灰的拌草泥层地仗上涂抹较薄的石灰浆,之后在上面作画。研究结果可为内蒙古五代墓葬壁画制作工艺的研究提供科学依据和同类科学分析提供参考。     

司母戊鼎制作场景蠡测

正司母戊鼎(简称大鼎)自1946年收归国有以来,学者通过器形、范线观察,物理探测,模拟实验,参照相关考古材料等方法对其造型设计、铸型工艺、熔铜浇铸、铸件完成等流程进行推测,提出初步认识。本文在学习相关材料与前人研究成果的基础上,试蠡测大鼎制作场景,求教于专家学者。一、制作参照殷墟铸铜遗址发掘材料及前人认识,笔者推断制作大鼎,应经过设计、铸型、铸造、修饰等工序     

金缮工艺在陶瓷修复中的装饰性表现

陶瓷修复在我国由来已久,早期的锔瓷重点突出实用性,后来的金缮工艺在使用大漆做基础材料的同时采用金银等材料进行镶嵌与图案绘制,则更加重视装饰作用。文章对金缮工艺使用在陶瓷修复中体现出的点、线、面的装饰作用进行了简要分析,并从哲学应用和材料纹饰相结合两个方面分析了金缮工艺的装饰性体现,以期为金缮工艺的研究提供更多的参考内容。     

壁画起甲修复材料性能评价指标体系的构建初探

材料性能评价指标体系是材料研究、应用推广中的重要一环,具有建立量度标尺、规范性能参数和推动行业发展等重要作用和意义。在航空、航天,汽车,建筑工程,油漆涂料等行业,目前已建立了相对成熟、完善的针对各类型材料的评价指标体系,拥有科学、系统的指标评价方法,及相对深入的理论研究。相比之下,相对小众的文物保护、修复材料应用领域,如古代壁画保护修复材料的性能评价与研究,发展还相对缓慢,研究基础相对滞后。 本研究分析了壁画起甲病害的材料学成因(各种物理、化学作用),总结了国内外壁画修复材料性能评价研究的进展(包括简要的修复材料应用历史),借鉴上述成熟行业评价、研究的模型和方法,采用“需求-性能-评价指标”体系,分析并尝试提出了壁画起甲修复材料的评价指标、方法及体系。初步提出的指标总分为材料有效性、安全性和耐久性3类,具体包括材料的黏结性、渗透性、水汽透过性、流动性、光学性能、化学惰性(酸碱性)、无毒害性、耐温湿度、光照、盐害及微生物作用等14项。 此外,本研究还分析了所列指标评价方法的适用性、存在的问题和面临的困难,指出了壁画是受到本体(多种材料、多层结构)因素和所处环境因素多重作用叠加的特点,说明了从修复实践中发展来的工艺、手艺性(操作)也是壁画修复对材料要求的一种特殊性表现;讨论了进一步完善起甲修复材料评价指标体系所需的数学建模分析的工作构想。 该评价指标体系的提出,将为我国文物保护、修复材料评价研究中壁画起甲修复材料的研究、应用推广、新材料研发;为已有材料的合理使用与持续优化;为壁画修复项目的规范开展,奠定坚实的科学工作基础。     

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。     

秦俑陶片的偏光显微分析研究

为了预防性保护和修复秦俑,必须掌握秦俑残片显微结构及其烧制环境、破损方式,从而为改善秦俑修复工艺、筛选修复材料提供基础,运用偏光显微镜对秦兵马俑残片中的一些矿物质(石英、长石、云母等)颗粒的分布形态和含量来分析陶土的成分结构、制作工艺、烧成气氛及原料来源等信息。结果表明,秦俑陶片主要成分为少量砂屑及大量粘土,而粘土为岩土矿风化的产物,秦俑残片裂痕较多的部位风化、酥粉痕迹明显。秦俑制作工艺以模为主,模、塑结合,并在粘土中添加了细砂,多于还原气氛中烧制而成。     

砂岩文物加固材料与实验室工艺研究

风化砂岩文物的加固是文物保护的重要课题。在本研究中,选择与严重风化的云冈石窟石质文物材质相同的新鲜砂岩为研究对象,采用化学加速风化方法将石质试样进行风化模拟处理,使其风化程度接近于石窟文物本体。利用4种硅酸酯类加固材料和7种实验室工艺条件,对风化模拟石质试样进行加固处理。对处理后的石质试样进行渗透深度、色差、耐盐性、耐紫外老化、无侧限抗压强度性能测试,评估各材料与实验室工艺加固效果。经研究表明:不同材料对风化砂岩均有加固效果,其中硅酸乙酯及其低聚物材料加固作用明显;同种材料、不同实验室工艺条件下加固效果却不一样,减压浸渍法实验室工艺的加固效果最大。本工作结果将为砂岩类石质文物现场加固保护提供科学基础数据。