广西玉林市博物馆馆藏七件铜鼓的初步分析研究

迄今已有2 700多年历史的铜鼓,是南方少数民族地区节日、喜庆、兵事、婚丧、祭祀、礼乐等场合使用的一种重器。为了对锈蚀状况做出科学的现状评估,为器物保护修复技术路线的制定和修复工作的开展提供科学指导,对玉林市博物馆馆藏7件铜鼓综合运用了体视显微镜、金相显微镜、激光显微拉曼光谱仪(RS)和环境扫描电镜及能谱仪(ESEM-EDAX)等仪器进行了金相组织和合金成分分析以及锈蚀产物的分析。分析结果显示:7件器物皆为泥范铸造成型,未见热、冷加工处理现象。7件铜鼓皆为铅锡青铜合金,总体呈低锡高铅的特点。组织形态呈典型α固溶体树枝晶偏析,锡含量处于6.0%～12.2%,分布较为集中,处于中等含量水平(5%≤Sn15%);铅含量处于14.4%～28.2%,铅含量普遍较高且分布较为集中,处于中高铅(10%≤Pb15%)和高铅含量(Pb≥15%)水平,合金中高铅含量配比应为工匠有意合金配比选择;铜鼓的腐蚀类型为α固溶体富铜相优先腐蚀,保存环境主要是富氧、少氯,铜鼓表面锈蚀产物主要为绿色孔雀石和蓝色蓝铜矿以及氧化物,有少量白色白铅矿。在保护修复工作中对于这些无害锈可保留,不予处理,并注重防氧。对于铜鼓表面夹杂泥土,需进行清洗去除。研究结果可为器物保护修复技术路线的制定和修复工作的开展提供科学指导。     

The in situ preservation of archaeological remains: using lysimeters to assess the impacts of saturation and seasonality

Recent research has studied the effects of seasonal variability on waterlogged burial environments. In a new approach to the study of archaeological contexts, the use of controlled laboratory conditions via lysimeters has enabled new insights into the nature of short term fluctuations in saturation, and the impact that these can have on burial contexts. In addition, the protocols used have facilitated interesting insights into burial environments and the way in which fluctuations in saturation and seasonality can impact on the contained organic components within them.     

古代铁器腐蚀产物的结构特征

运用X射线衍射、扫描电子显微镜和穆斯堡尔谱分析方法,对河南渑池出土的T_1H_1∶250汉代铁斧表面腐蚀物进行了研究。提出了铁器文物抗腐蚀的原因在于表面氧化膜具有结构上的连续性、改密而不破损。铁器文物最理想的保存环境应该是碱性、干燥无水、无硫、氯等有害元素。     

“长江口二号”沉船出水青花瓷中的污染物研究

位于长江入海口的“长江口二号”清代沉船是中国目前发现的保存最为完整的古代木制沉船之一，已于2022年11月完成整体打捞。在进行水下考古调查时，沉船出水的部分青花瓷出现的病害现象引起了考古工作者的关注，特别是裂纹中黑色污染物及表面铁锈状污染物对文物的外观产生了很大影响。本工作选取了三件具有典型被污染特征的青花瓷标本作为代表，使用能量色散X射线荧光分析(EDXRF)、光学显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、拉曼光谱分析(Raman)和扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)等方法，对污染物进行了研究，探讨了其形成原因以及环境的影响作用，并对其潜在危害进行了分析。研究表明，污染物主要以方解石、菱铁矿等碳酸盐以及铁的氧化物、氢氧化物和硫化物为主。长期处于河口淤泥中的还原性环境是导致菱铁矿和亚稳的铁硫化物形成的原因，船体中铁质构件腐蚀对局部环境的污染是重要的影响因素，这也反映出被污染的青花瓷所处位置和环境的特殊性。出水的部分青花瓷釉中裂纹的形态表明其形成是由物理撞击造成，而釉中硅灰石晶体的选择性腐蚀会导致腐蚀坑的形成，裂纹和腐蚀坑均为外部污染物进入釉层内部提供了通道，导致瓷器劣化。出水后...     

中国钱币博物馆部分陈列银币、铜币的腐蚀产物及成因研究

为探讨部分陈列银币、铜币腐蚀产物及其成因,采用三维视频显微镜、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线荧光(XRF)、X射线衍射(XRD)等方法,对中国钱币博物馆部分遭受腐蚀的展陈钱币的腐蚀产物进行了分析,并通过红外光谱(FT-IR)对展陈材料进行了分析,最后对硫的来源进行了初步分析。结果表明,银币和铜币的腐蚀产物均含有硫化物,银币(银铤)的腐蚀产物为硫化银,铜币的腐蚀产物中主要为铜的硫化物,此外还含有铜的氧化物。经分析,展柜中的黏合剂氯丁胶在光照和较高温湿度条件下能分解并释放出硫化氢气体,因而初步判断银币或铜币的腐蚀产物是由于展柜内材料产生的硫化氢与银币或铜币反应生成。     

长江中游地区楚墓中出土的青铜箭镞的锈蚀现象及锈蚀机理研究

青铜箭镞是古代制造量最大、一次性使用的兵器,与要求甚高的青铜剑和青铜礼乐器等相比,在选材和表面处理等方面有很大的不同,其锈蚀过程最能反映材料在经过数千年后所产生变化。长江中下游地区环境潮湿,埋藏条件复杂,本研究利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X-射线衍射仪（XRD）、显微硬度等分析测试技术,从材料科学的角度对长江中游地区战国晚期古墓中出土的青铜箭镞的锈蚀现象和锈蚀机理进行了全面的研究和分析,以期为古代青铜器的保护提供更准确的信息和资料。结果表明,青铜箭镞的组织结构可分为完全矿化层、过渡层和心部原始材料等三个特征层,不同特征层具有不同的显微组织、化学成分、致密性,以及显微硬度等;并沿横截面观察和分析了锈蚀层中的微裂纹的性质和产生原因,即,平行于表面的裂纹是由矿化层氧化物膨胀引起的剥离开裂,其进一步发展将形成“粉状锈”,而垂直于表面呈放射状的裂纹是当圆柱形箭镞杆膨胀时,矿化层的塑性差,抗变形能力低而产生的开裂;锈蚀机理研究认为青铜器的锈蚀过程是环境中杂质元素通过过渡层沿界面能较高的α固溶体和（α＋δ）共析体晶界或孔隙等缺陷逐步向内部扩散的结果。     

银器文物防变色缓蚀作用机理的研究

为探讨银器文物防变色缓蚀作用的机理,用AES和XPS方法研究了缓蚀剂在银表面成膜的厚度和各组分的化学状态,测定了PMTA、MBO、MBI的普通拉曼光谱(NRS),利用表面增强拉曼散射光谱(SERS)研究几种唑系缓蚀剂防止银器文物变色的表面成膜过程,复合缓蚀剂组分与银的相互作用,并讨论了其防变色作用的机理。实验结果表明,PMTA、MBI和MBO与银表面存在着较强的相互作用,由于杂环结构的差异,不同缓蚀剂在银表面上呈现不同的吸附取向,形成了更为致密的防变色保护膜。在成膜溶液中,pH值较小时有利于缓蚀剂吸附,处理时间应不少于120min。成膜溶液和含缓蚀剂的硫化钠溶液中,银电极阴极极化时(外加阴极电位≤600mV的测试范围内),复合缓蚀剂的SERS响应均随电位负移而增强,表明其可有效防止银在腐蚀介质中的变色行为。     

天然氧化铜矿与铜制品腐蚀产物区别的探讨

在一些新石器时代的遗址中经常会出现一些铜渣、小块孔雀石等与炼铜有关的遗物。为探究这些孔雀石到底是天然的氧化铜矿还是铜制品的腐蚀产物,本工作对天然氧化铜矿和青铜器腐蚀产物进行岩相分析和元素成分分析。结果表明,天然氧化铜矿大都具有一些特殊的结构构造,而在铜制品的腐蚀产物中却很难发现这些结构构造;同时,二者在元素成分上也有显著不同,Bi、Sb、As、Fe、Mo、Co、Mn等微量元素可以作为区分天然氧化铜矿和青铜器腐蚀产物的一个判别标志。结合岩相分析和成分分析,可以确定一个遗址出土的孔雀石或蓝铜矿是天然氧化铜矿还是铜制品的腐蚀产物;同时,可进一步判断是红铜的腐蚀产物还是青铜的。这一结论对探讨铜冶金的起源有重要意义。     

青铜器锈蚀结构组成及形态的比较研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线电子能谱(EDS)和金相显微镜(OM)等方法,分析比较了染有“粉状锈”与未染“粉状锈”的典型青铜残片的锈蚀产物的矿物组成、腐蚀层分层结构及金相组织。结果发现,未染有“粉状锈”的青铜样品腐蚀层一般分为二层,外层是二价铜化合物,合金组织中未见α (α δ)组织,锈蚀产物中不含碱式氯化铜;而染有“粉状锈”的青铜样品都含有碱式氯化铜,其断面腐蚀层分三至四层,且每层锈体的结构和元素组成各不相同,在靠近合金基体层的锈层中发现了大量的CuCl存在。结果表明,青铜文物表面锈蚀覆盖层的致密性、空气中的湿度及锈层中CuCl层状分布的存在,是青铜器表面“粉状锈”形成和发展的根本原因。     

应用电位活化理论研究青铜器的腐蚀与保护

应用电位活化理论分析和阐述了青铜器腐蚀的观点和防护理念。对青铜器腐蚀的全过程提出了致密膜保护期、保护膜破坏局部腐蚀期和小孔腐蚀粉状锈加速期三个阶段的看法。用高效钝化保护剂对处于不同腐蚀阶段的青铜器保护膜进行修复和改性 ,结果表明 ,理论腐蚀电阻RC 从 10 5Ω提高到 10 7Ω ,并具有可间断涂覆、可回复的特点 ,可应用于青铜文物的保护试验。