乾隆御制碑病害的现场检测与评估

为了研究首都博物馆乾隆御制碑病害及保存状况,采用数码相机、非金属超声波检测仪、胶带结合力测试条、便携式色差计、便携式视频显微镜等多种无损或微损检测手段,对石碑风化程度、碑体表面裂隙发育情况、石碑表面污染与变色等进行了现场、无损/微损检测与评估。检测结果表明,乾隆御制碑存在的主要表层病害为污染与变色,石碑表面部分位置轻微结壳、结垢、溶蚀与裂隙发育,石碑整体风化不严重,保存状况较好。检测结果可为后续保护提供依据。     

纸质文物有机熏蒸剂脱吸附与残留特性检测方法研究

熏蒸法是目前应用较为广泛的一种文物虫霉病害快速控制手段,但也存在脱附能力弱、残留物容易对文物产生二次损伤等问题。本研究针对三种常用有机熏蒸剂,基于光粒子气体传感法(PID)建立挥发量检测系统,运用菲克(Fick)定律建立单位面积熏蒸剂挥发速率预测模型,精确检测熏蒸剂残留量。研究结果表明,有机熏蒸剂质量浓度与传感器输出值具有良好的线性关系,使用PID光粒子化传感器对香茅醛、柠檬醛、香茅醇三种有机熏蒸剂具有良好的检测灵敏度,分别为2.072 V/(mg/L)、1.287 V/(mg/L)、0.702 V/(mg/L)。通过菲克定律推导出的残留量挥发速率计算模型计算结果表明,三种有机熏蒸剂的实测挥发速率和预测挥发速率的相关系数R²接近于1,显著性差异P值趋近于0,该模型可准确用于残留挥发速率的计算。此外,研究发现在温度与相对湿度分别为22℃、60%和正常大气压的环境条件下,经柠檬醛、香茅醇、香茅醛这三种有机熏蒸剂完全熏蒸后的宣纸在脱附5 h后,残留量分别趋近于0.1 ng/mm²、0.06 ng/mm²、0.01 ng/mm²;脱附72 h后残留量均趋近于0 ng/mm²。因此,本研究所提出PID传感器和残留量挥发速率计算模型能够在实际应用中对纸质文物熏蒸的残留量和挥发速率进行准确检测,可为纸质文物熏蒸消毒环节检测工作提供重要的新型技术支持和安全保障。     

砂岩质文物风化的空气耦合超声检测方法研究——以云冈石窟为例

在石质文物的风化检测领域中,耦合剂式和无耦合剂接触式超声检测技术均被广泛应用。然而,这两种方法均存在技术局限性,例如,耦合剂式超声检测可能引发文物表面污染,无耦合剂接触式超声检测可能对文物表面造成损伤。空气耦合超声检测技术的出现为石质文物风化检测提供了更安全的方式,但其稳定性和在风化程度检测的适用性尚待评估和验证。基于此,以云冈石窟的砂岩样品为研究对象,开展了冻融循环和酸性劣化两种风化模拟循环试验,搭建了空气耦合超声检测系统,并基于获取的原始波形计算出砂岩样品的波速。同步采用耦合剂式超声检测与无耦合剂接触式超声检测技术,对不同风化程度的砂岩样品进行了检测;通过最小二乘回归模型、震荡系数计算方法,对获取的超声波速数值及其随风化进程的变化趋势进行了分析。结果表明:空气耦合超声在重复检测中的波速离散程度明显低于其余两种传统超声检测技术;获得的波速与风化程度的变化趋势一致性更强,在石质文物风化程度检测中具有较高的适用性。综上,空气耦合超声检测技术能够提供更为准确、安全、有效的风化检测数据,在石质文物检测中具有较强的适用性和广阔的应用前景,可为石质文物的保护工作提供重要支持。     

利用探地雷达技术对河西杨根系影响甘肃高台明长城遗址的研究

植物根系的生长和腐烂对土遗址具有不同程度的破坏作用,影响其长久保存。为确定明代长城土遗址本体内树木根系的生长分布情况,本研究利用探地雷达技术,对甘肃高台境内的明代长城遗址内生长的河西杨根系进行了探测研究。结果表明:河西杨根系主要分布于探测区域北侧,并由北向南延伸,周围分布有侧根,根系主要分布在深度为35~85cm范围内,主根直径约为12cm。400MHz天线的探测深度可达2m,而900MHz天线具有较高的探测精度,二者结合使用可更好地判断地下根系的生长情况。本研究首次获得遗址内根系三维图像,并在不破坏土遗址结构的前提下,确定了树木根系的分布状况。该技术为长城遗址保护方案的制定和加固修复措施的开展提供了重要的科学依据。     

一种饱水木质文物含水率无损检测方法的研究

含水率是评估饱水木质文物糟朽程度最常用的物理参数之一。目前含水率检测常用方法有烘干法、电阻法、近红外光谱法等,但这些方法或属于破坏性分析,或检测范围不适用。为寻找一种适用于饱水木质文物含水率的无损检测方法,基于饱水木材组成理论模型,建立了含水率与湿态密度、灰分含量三者之间关系,进而提出一种检测含水率的便捷方法——溶液密度法。采用上述方法对天长、淮北等地出土饱水木质样品含水率进行测试,并与烘干法测得标准值进行验证。结果发现两者数据较为接近,相对误差在10%以内,证明了该方法的可靠性。进一步研究发现,样品越糟朽,使用该方法获取的数据与标准值之间相对误差越小。说明该方法更适用于糟朽饱水木材含水率的检测。     

1940年桂林版《救亡日报》的保护修复

为了研究纸质文物的保存状况、原料成分、制作工艺及病害原因,特对1940年桂林版《救亡日报》进行科学的分析检测及保护修复。采用Nicolet 8700型傅里叶变换红外光谱仪分析纸张纤维的官能团结构,采用XWY-Ⅵ型纤维测量仪对纸张纤维进行观察,以鉴定其纤维的种类形态;采用VHX-1000E视频显微镜及场发射扫描电子显微镜(JSM-6700F型)对纸张样品的加工工艺及老化程度和污染物进行分析,以确定其是否加填或施胶处理。在此基础上,在修复中采用传统的装裱技术和丝网加固技术相结合,对此件文物进行保护性修复。修复后的文物解决了缺失部分的配补,皱褶部位得以平整舒展,病害得以清除,纸张的强度得以增强,恢复了文物的原貌,从而提高了文物的整体性、观赏性,为展出、研究提供了更好的史料。     

桂林七星岩摩崖题刻渗水通道瑞雷波探测

为探明桂林七星岩景区摩崖题刻文物所赋存的山体里断裂带及岩溶洞穴等渗水通道的发育情况,采用考虑道间时差相位的多道瞬态瑞雷波探测方法,结合工程地质勘察资料,揭示了山体里对摩崖题刻产生溶蚀病害的断裂带及岩溶裂隙等渗流通道的空间位置和规模,为石刻文物注浆保护方案的制定提供了科学依据,也为瑞雷波方法在相关工程的应用提供了经验和借鉴。     

The Influence of Salt on Handheld Electrical Moisture Meters: Can They Be Used to Detect Salt Problems in Porous Stone?

Salt contamination in heritage stone affects handheld moisture meter measurements on-site. This poses a problem when the readings indicate erroneously higher levels of moisture than actually present. For decision making with regards to moisture prevention treatment it is therefore crucial to distinguish between actual dampness and the hygroscopic action of salts. This study investigated the effect on moisture meter readings of both increased conductivity of pore water and the increased water retention caused by the presence of sodium chloride (NaCl) in artificially contaminated Portland limestone samples. The influence of NaCl contamination on selected handheld moisture meters was quantified. As a result, this article proposes that under certain circumstances moisture meters could be used to diagnose, reliably, both moisture and salt problems in heritage stone.     

Assessing XRF for the geochemical characterization of radiolarian chert artifacts from northeastern North America

The purpose of this paper is to emphasize the benefits of adopting non-destructive energy dispersive X-ray fluorescence (ED-XRF) as a first-order technique to determine chert whole-rock geochemistry for archaeological sourcing. Chemical signatures for the Touladi and La Martre prehistoric quarries from the lower St. Lawrence and Gaspé Peninsula region of Quebec, Canada, are determined and serve as references to test the provenance of regional chert artifacts. Chert experimental flakes, created from quarry geological hand samples, are analyzed and used to validate the method. Archaeological flakes and tools recovered from three archaeological sites are analyzed and tested against quarry samples. Geochemical diagrams and Principal Component Analysis are used to establish artifact-quarry relationships. The effects of surface weathering on the geochemical analysis of archaeological chert artifacts are presented. Sample restoration and research avenues are discussed and proposed to further enhance the robustness of future chert geochemical data sets.