浑仪、简仪合金成分及材质的研究

南京紫金山天文台保存的明代浑仪和简仪,是现存中国古代测天仪器中较完好的两台,是十分宝贵的科学遗产,在世界天文学发展史上占有十分重要的地位。浑仪、简仪是正统二年(1437年)开始铸造的中国传统的测天仪器,距今已有五百多年的历史。《明史·天文志》、《明实录·英宗朝》、《明实录·世宗朝》、《明会典》中都对两仪的制作年代、后期改造及修整有所记载。     

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。     

南京的两台古代测天仪器——明制浑仪和简仪

南京紫金山天文台保存的大型古代天文文物中,有明朝留传下来的结构精巧的测天仪器浑仪和简仪(图版玖:1、2)。我国古代的测天仪器,在世界天文学发展史上占有重要地位。明制浑仪和简仪是现存的古代主要测天仪器中最早的两台,是十分宝贵的科学遗产。这两台仪器又是历史的见证,它们的经历有力地控诉了帝国主义和国内反动派阻碍科学发展、破坏珍贵文物的罪行。     

WB1复合气相缓蚀剂对清代带锈铁质钱币文物的保护研究

气相缓蚀剂应用于带锈铁质文物保护是一种简单有效的方法。本研究通过对WB-1气相缓蚀剂处理前后带锈钱币的形貌检测,并结合XRD、XPS、SEM等手段对该缓蚀剂在带锈钱币表面的成膜方式进行了分析研究。结果表明,WB-1气相缓蚀剂能通过化学吸附作用在带锈铁质钱币表面形成一层保护膜,阻挡有害离子向铸铁文物内部的渗透,并促进带锈铁质钱币表面锈层组分向更为稳定的组成转变。WB-1气相缓蚀剂对带锈铁质钱币具有良好的保护效果,且不改变文物外观,符合文物保护要求。     

馆藏铁器的大气腐蚀及防护措施

在库房环境中出土后的馆藏铁器主要发生电化学腐蚀,本文对带锈铁器的腐蚀机理、防护措施进行了讨论,得出的结论是:铁器矿化的程度是决定腐蚀是否进行的决定因素;铁器的表面状态及附着物、库房环境的湿度及其交替变化、污染物质是影响腐蚀速度的主要因素;给馆藏铁器营造个干燥,无氧气,纯净,温湿度恒定的保存环境来对铁器进行防护无疑是最符合“最小干预原则的”,同时对腐蚀严重,存在腐蚀因子的铁器进行清洗,磷化,钝化、封闭、加固、气相缓蚀等保护措施也是有益的,能明显降低铁器再腐蚀的概率。     

铁质文物常用除锈试剂的除锈效率及其腐蚀性的比较研究

为比较铁质文物常用除锈试剂的除锈效果,为铁质文物保护中除锈试剂的选择提供建议,对磷酸、柠檬酸、酒石酸、Na_2EDTA等多种试剂进行了实验研究。使用铁锈粉末、铁锈块、铸铁片、带锈铸铁片等多种样品进行了实验,以定量研究试剂的除锈效率以及对铁基体的腐蚀性。结果表明:几种试剂对铁基体的腐蚀都很强烈,且腐蚀铁基体的速率远高于溶解铁锈的速率,加入缓蚀剂可以显著降低铁基体的腐蚀;磷酸在几种试剂中除锈能力最强,对粉末样品和锈块样品都具有较好的除锈效果,但需要过量才能保证除锈作用持续,而少量磷酸则对铁器有钝化保护的作用;柠檬酸、酒石酸、Na_2EDTA对铁锈粉末有一定的溶解作用,但对锈块的除锈效率很低。因此,在铁质文物保护中,添加缓蚀剂的磷酸是比较合适的除锈试剂。     

古观象台：历经沧桑终安然

位于北京建国门内立交桥西南侧的古观象台,以建筑完整、仪器配套齐全、历史悠久闻名于世。但曾安放在这里的古观天仪器,却在漫长的岁月中历尽沧桑。明正统年间,古观象台初具规模,时称"观星台",使用明制浑仪、简仪、天体仪等观测。清时     

故宫室外铁质文物封护剂评价方法研究

封护材料对于保护铁质文物具有重要意义。本工作以灵沼轩建筑钢板锈层为参照点,将实验基体表面状态分为:无锈光洁表面,喷砂除锈表面,锈蚀未处理表面。对不同表面的试样封护处理后进行实验室加速腐蚀老化,对其保护效果进行评价研究。研究结果表明:初步建立的一套封护剂工艺流程评价体系可以综合地、全面地、定量地区分铁质文物表面封护剂耐久性、防护性能的优劣;利用初步建立的评价体系,对有关厂家为故宫灵沼轩提供的三种封护剂氟橡胶(GA)、氟硅橡胶(有机硅涂覆试样后再涂覆硅橡胶)(GB)和氟硅橡胶(单宁酸擦洗试样后涂覆氟硅橡胶)(GC)进行筛选,在第二阶段客观地评价出GB的防护性能明显优于GC和GA的防护性能,但GB封护剂的应用还有待下一阶段的检测。封护剂保护的光洁表面、喷砂表面和锈蚀表面状态试样经腐蚀老化后得到的实验结果差别很大,三种表面状态的选择对于封护剂的综合评价都是必要的。光洁表面状态的试样可以客观地呈现出封护剂的评价结果,同时带锈的表面状态,也接近于文物的真实情况。     

复配银缓蚀剂及其电化学性能的比较研究

通过极化曲线正交试验筛选出银缓蚀剂的复配组成,比较了该复合缓蚀剂在腐蚀介质中对银电极的腐蚀电流、腐蚀速度、缓蚀效率、交流阻抗膜电阻与膜电容等电化学参数的影响,得出最佳的银器防变色唑系复合缓蚀剂成膜处理的最佳工艺:复合缓蚀剂组分MBO:PMTA:MBI为1:2:3,成膜浓度为0.0189mol/L,pH值3.0,成膜时间为4h,预膜温度50℃。实验结果和实际应用效果表明,该种复合缓蚀剂具有较好的抗银腐蚀和变色的能力。     

古代青铜器的腐蚀及其控制研究

采用现代分析仪器及实验方法,对青铜器腐蚀过程进行了剖析,结果表明。（1）青铜器腐蚀产物所含元素与腐蚀环境——土壤和大气内微物质组分具有对应关系,这说明青铜器腐蚀与外界腐蚀环境存在物质交换。（2）有害粉状锈具有物理吸附与扩散性能,因而具有物理活性,腐蚀反应是通过锈层的空穴和缺陷,借助于腐蚀产物的物理活性而进行交换的。（3）有害氯元素在腐蚀产物内层有较高分布,在与最内层锈相邻之基体金属一定深度内,存在纵横交错的腐蚀沟槽,在这些沟槽内氯元素有较高分布。这揭示了对青铜器有害的C1离子难以彻底脱除的原因。进而提示对腐蚀青铜器的保护应从控制腐蚀环境入手。     

SEM and electrochemical characterization of bronze artifacts from the Francavilla archaeological site

The excavations in the necropolis of the Francavilla Marittima archaeological area, in Calabria, have brought to light the rich burial artifacts and materials, dated between the end of the ninth and sixth centuries BCE. SEM/EDS analysis was conducted on some sections taken from a bronze artifact classifiable as an armilla or fibula fragment. Our aim was to elucidate the nature of the corrosion processes acting on the specimen. SEM investigation detected the segregation of tin towards the outer layer and a depletion of the copper content in the same region. Furthermore, the elemental distribution maps of the sections analyzed evidenced the presence of chloride ions in the border area between the corrosion patina and the metal alloy. Such anion migration of chloride ions into the interior of the alloy leads to a particular variant of the type of corrosion of structure that in the literature has been identified as structure I.A cavity electrode designed for electrochemical measurements of powders was used to perform cyclic voltammetry experiments devoted to explore the activity of the patina covering the surface of the bronze fragment. The surface layer consists mainly of tin and tin oxides; the layer immediately beneath it contains copper oxides. An increase of reactivity was shown in an acidic environment. The activity of the patina is greatly reduced at pH 5 and appears to be zero at neutral pH.     

博物馆文物保存环境质量标准研究

我国大气污染严重,环境质量恶化使文物受损影响日益明显。上海、重庆、广州三市博物馆环境质量检测调查说明其现状与文物保护的要求还有相当距离,有些甚至还处于污染相当严重的地步。博物馆文物保存环境影响因素主要是温湿度、光线(可见光、紫外光)、污染气体(包括尘埃),不同材质的文物受各种环境因素影响在程度上是不同的。有的是起主要作用,有的则是起协同增效作用。研究其反应机理、反应速率,量化它们之间的关系,将是制定出文物保存环境质量标准的重要依据。 文物保存环境质量标准要求达到最大限度降低环境因素对文物所造成的损害,但受治理技术、监测技术、经济的许可、合理程度等方面的制约,制定分级标准将有利博物馆的环境治理实施和监测。     

A Better Shade of Black: Effects of Manufacturing Parameters on the Development of Ancient Black Bronzes*

Copper alloys with controlled contents of Sn, Ag and Au were treated with methods and solutions that mimic those used in ancient and traditional procedures for the production of black bronze. Examination of the resulting patinas with colorimetry, SEM–EDS, TEM, Raman spectroscopy and XRD revealed no systematic differences according to the fabrication method, whereas patina homogeneity and colour in those alloys that did not contain precious metal were affected by superficial work. Patina microstructure determines adherence and coverage, and depends upon the solution used irrespective of the alloy composition, but the colour of the patina is mainly related to the alloy composition. Gold promotes the development of cuprite, slowing the oxidation to tenorite in the corrosion process. Gold additions produce a more uniform patina as well as a desirable blue–black tone, which is likely to have been a factor in alloy selection.     

新型氟硅丙烯酸树脂镀膜技术在榆木类木构古建筑保护领域的应用研究

本工作以江西省赣州市大余县左拔镇云山村晚清时期的榆木木构民居建筑为保护研究对象,从新型氟硅丙烯酸树脂材料的分子设计、镀膜剂配方与涂布工艺的优化等方面入手,对该地区榆木类古建筑的镀膜保护技术进行了研究。研究结果表明,由甲基丙烯酸十二氟庚酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与丙烯酸酯等单体的多元共聚制备得到的氟硅丙烯酸树脂镀膜剂,具有良好的耐化学腐蚀性、耐候性、疏水疏油性、抑菌、超薄、高透光性(无反光)和阻燃等综合特性。该镀膜剂可采用传统涂布工艺,涂布与成膜过程无有毒有害物质排放,可实现对木质材料纤维微结构表面的有效包覆,在不改变榆木类木构古建筑外观的情况下,实现对榆木类木构古建筑的有效保护。     

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。     

基于GIS的南方传统聚落景观基因信息图谱的探索

南方地区环境生态因子多样,历史文化底蕴深厚,形成了极富特色的聚落景观。研究其所隐含的景观基因,对传统聚落的保护、开发都具有重要意义。本文分析了聚落景观基因的研究现状,探讨了聚落景观基因的概念、识别原则。在此基础上,探讨了构建聚落景观基因信息图谱的基本信息单元及其提取方法,并对建立景观基因信息图谱的技术思路进行了一定的尝试。最后,展望了景观基因信息图谱的研究意义和研究价值。     

中国国家博物馆环境空气质量监测报告

为加强博物馆藏品的预防性保护,需全面掌握博物馆馆舍内外空气质量的现状,对其进行评估,进而采取有效措施治理改善,妥善保护人类文化遗产。本馆采用美国普滤(Purafil)公司研发并提供的检测技术,在馆舍内外选定八个测试点进行了腐蚀试片测试。根据监测数据得知,本馆处于高浓度极具腐蚀性的二氧化硫气态物质的包围中,已造成对金属、纸张等文物的危害,治理改善收藏环境迫在眉睫。创造保存各类藏品的微环境空间,是治理改善博物馆收藏环境的有效手段。     

一种用于铁质文物保护的席夫碱缓蚀剂的制备及应用性能对比研究

近年兴起的席夫碱缓蚀剂综合了传统缓蚀剂的优点,具有良好的缓蚀效果,但传统的溶剂法制备使用无水甲醇作为提取剂,毒性大。为此,本实验在原有的溶剂法的基础上进行了改进,改用了无水乙醇作为提取溶剂,通过溶剂法制备了一种席夫碱缓蚀剂,并对其进行复配,以协同效应大大提高其缓蚀效率。通过盐雾试验、交流阻抗、极化曲线测试等方法评价其缓蚀性能,并与文物保护常用的Fertan、钼酸盐缓蚀剂的缓蚀性能进行了对比,优选出最适用于文物保护的缓蚀剂。最终得到复配后席夫碱缓蚀剂的缓蚀效率达到92.89%,远远超过其他缓蚀剂,体现出优异的性能。     

应用电位活化理论研究青铜器的腐蚀与保护(二)——关于多孔氧电极的加速腐蚀机理研究

为了探讨铜盐等腐蚀产物对青铜器腐蚀的影响,采用腐蚀膏试验和微电极测试腐蚀电流的方法研究了氯化亚铜、碱式氯化铜、碱式碳酸铜等对青铜试片和铜电极腐蚀的影响,得出氯化亚铜是加速青铜器腐蚀的最有害物质的结论。红外光谱分析表明,以苯骈三氮唑为主钝化剂的高效防护剂同时改变了氯化亚铜的结构,起到了有效抑制青铜器腐蚀的作用。应用电位活化理论阐述了青铜器粉状锈小孔腐蚀的电化学行为,提出了氯化亚铜加速青铜器腐蚀的多孔氧电极催化模型。     

化学保护的副作用及其对策的探索性研究:(Ⅰ)多层化学保护

化学防护和化学加固是目前保护土、石、砖等材质的不可移动文物的常用方法.所用化学材料主要是有机硅等憎水性有机化合物.这些材料能起到一定的防水和加固作用,但也存在不少问题,有的导致了更严重的破坏.其中,憎水性保护层的起壳剥落是最常见的破坏现象,特别当环境干湿循环频繁,文物本体或地下可溶性盐含量较高的情况下,憎水性化学保护层很容易从文物本体上起壳剥落,造成文物的加速腐蚀破坏.为了减小此类破坏的危害程度,本工作探讨了化学保护剂在混合使用和多层配合使用条件下的防护和加固效果.结果发现,以憎水性较弱的化学材料做基底渗透,以憎水性较强的化学材料做表而保护,由此构成的多层保护措施可以降低化学保护层起壳剥落的危害.其主要原因是,多层保护形成的憎水梯度分散了吸湿膨胀形成的界面拉应力,也缓解了盐结晶析出产生的膨胀应力.