摘要:彩绘类文物的彩绘研究和提取保护是考古工作的重点。但彩绘类文物因其自身的脆弱性而难以保存,需要进行一定的修复加固保护。现有加固保护材料由于大多与文物本体材质存在差异,致使加固保护长时间后,会与本体形成开裂,甚至剥离,宏观表现为“保护性破坏”。本研究着眼于使用彩绘类文物中传统的胶结材料,即动物明胶,但因明胶特有的溶胶-凝胶性,难以直接在文物上使用。因此,本研究首次提出将明胶微米化、纳米化,以“先渗透,再交联”的方式,有效回避明胶的溶胶-凝胶性,实现原材料保护修复。实验使用条件温和的乳化交联法,制备出尺寸为2~4 μm的明胶微球,使用扫描电镜、红外光谱对其进行表征,并在模拟彩绘样块上进行透气性以及大红染色观察渗透性等的实验,初步证明作为加固剂的明胶微球新材料基本符合文物保护材料的标准要求。在今后更多的实验测试下,明胶微球有望投入使用。

摘要: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。

摘要:孔隙不仅是纤维骨架的一部分,也是外界物质进出的重要通道。目前,关于古代丝织品纳米孔隙结构的相关研究极少,仅有孔径一项评价指标,较为单一。实验采用红外光谱法和电子顺磁共振波谱法研究古代丝织品的降解特征,在此基础上采用低温氮气吸附法表征蚕丝纤维内部固有的孔隙结构,首次从孔形、孔径分布、比表面积、孔体积、平均孔径、分形维数等多个角度对古代丝织品的微观孔隙结构进行综合研究。研究结果表明:与现代丝织品相比,清代黄山样品、北宋南陵样品及战国郴州样品的劣化程度依次加深。孔结构分析显示,所有样品中同时含有狭缝形孔和圆筒形孔,孔隙具有连续性,表明蚕丝内部存在复杂的多级结构。其中,劣化程度较高的北宋和战国样品内部存在更多的大孔或开放性孔隙。Barrett-Joyner-Halenda(BJH)法和非定域密度泛函(NLDFT)法的研究结果显示,样品孔隙以介孔为主,孔径主要分布在20 nm以下,最可几孔径基本稳定在2.8 nm左右,为蚕丝内部的有序孔。比表面积和孔体积的研究结果表明,劣化程度较轻的黄山样品具有较高的比表面积,其孔体积的增加主要来源于小孔,南陵样品和郴州样品孔体积的增加主要来源于大孔。分形维数的结果显示样品中至少存在三种具有自相似性的孔隙结构,孔隙的复杂度由高到低依次为:黄山样品、现代样品、郴州样品和南陵样品。基于氮气吸附法的研究,初步建立起丝织品纳米孔隙评价指标,为古代丝织品文物孔隙结构的理论研究和保护策略的制定提供了新的视角。

摘要:金沙土遗址表面存在泛盐、粉化、空鼓等盐害。对这些盐害的分布特征与演化过程的研究是科学保护金沙土遗址的第一步,也是进一步探讨盐害致病机理的前提条件。本工作收集整理了2010~2020年金沙土遗址病害调查资料,通过现场调查和图像处理技术对盐害的类型、分布特征与演化过程进行定性和定量分析；采用X射线衍射、离子色谱和扫描电镜等测定了不同高度土样的成分、盐分含量以及微观结构。结果显示金沙土遗址主要的盐害类型为表面泛盐、粉化、空鼓、片状剥蚀和掏蚀；主要分布区域是西北向走廊和古河道附近,机挖坑侧壁最为严重；在探方侧壁上盐害由上到下依次由表面泛盐过渡到单独粉化,再到空鼓和片状剥蚀,最底层为掏蚀。金沙土遗址盐害的发育过程可以概括为四个阶段,每个阶段主要发育的盐害类型不同,依次为表面泛盐、粉化、片状剥蚀和掏蚀。越到后期,各类盐害分布范围越大,发展速度越快,对土遗址破坏性越大。离子浓度沿高度的分布与毛细上升作用有关,也与病害的劣化程度和发育进程有关。硫酸钙类是导致土遗址泛盐、粉化和脱落的主要盐分之一。

摘要:土建筑遗址本体的保护受遗址土的物理、水理、力学及所处环境差异的影响,重塑样是替代土遗址测试其各种性质的重要手段,重塑样拌制土性质的稳定性是科学评价、对比分析试验研究的基础和前提。本研究基于不同拌制土的方法,通过观察、拍照、量取土团粒大小以及同条件制备样品的无侧限抗压强度等,综合评价不同拌制土方法的影响条件。研究发现,采用人工拌土、闷土时间在24 h的土所制的试样最具稳定性,随着闷土时间再增加,土样强度在逐渐降低。本研究为土建筑遗址室内试验研究和工程现场拌制土料提供理论参考和技术支撑。

摘要:铅钡玻璃是我国特有的玻璃体系,主要集中在战国至两汉时期。随着越来越多的铅钡玻璃完整器被发现,相关的风化腐蚀研究和保护工作逐渐展开。本研究以陕西临潼新丰秦墓和河南三门峡秦墓出土的两件秦代(公元前221—公元前207)铅钡玻璃为样本,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪对铅钡玻璃的腐蚀层进行成分与结构分析,结果表明铅钡玻璃腐蚀层的钡大部分流失至环境或腐蚀层外侧,腐蚀层的主要物相为碳酸铅。腐蚀层的形成与铅钡玻璃埋藏环境中水位和酸碱度的周期性变化有关。本研究对铅钡玻璃保护工作具有参考价值,也为古代玻璃文物的预防性保护提供了有益的信息。

摘要:川陕省苏维埃铜元是第二次国内革命战争时期遗留下来的重要革命文物,它承载着中国共产党与川陕苏区人民英勇奋斗的光辉历程,本工作通过能量色散型X射线能谱(EDS)技术对二种面值、三个种类、九个版类的川陕省苏维埃铜元成分进行了研究,结合川陕省苏维埃铜元产地的历史变迁及版类的生产顺序,发现川陕省苏维埃铜元的含铜量整体上远高于晚清、民国典型黄铜元的铜含量,而稍低于典型红铜元的铜含量。随着生产时期向后推移,川陕省苏维埃铜元的含铜量逐渐增加并达到95%左右,而锌、铅、锡的含量则呈现出较明显的降低趋势。分析表明,川陕省苏维埃政府早期生产的大二百文铜元,中后期生产的部分无齿类小二百文铜元和繁体联五百文铜元极可能是采用红铜元、杂铜混合重铸的方式制造,而鼎盛时期生产的有齿类小二百文铜元和简体联五百文铜元则是合格的红铜元。这一动态变化趋势说明,苏维埃造币机构在铜元生产过程中,其原材料筛选标准逐渐明确并日趋严格,反映了苏维埃政府在铜资源管理与使用上逐渐趋于合理化。

摘要:为了解不同类型铜鼓合金成分及显微组织特征,使用扫描电镜、金相显微镜对广西民族博物馆馆藏15面铜鼓进行分析检测,并结合前人研究成果,讨论各类型铜鼓合金配比与铸造工艺特征。分析结果显示,石寨山型鼓为铜锡合金；北流型、冷水冲型与灵山型鼓为铜锡铅合金且铅锡含量较高,合金配比稳定；麻江型鼓锡含量均高,铅含量波动较大。显微组织观察显示,1面石寨山型鼓局部有滑移带及再结晶组织,2面麻江型鼓局部有滑移带,其余鼓全为铸态组织,α固溶体晶间分布(α+δ)共析体,皆有硫化物夹杂,多数存在数量不等的铅颗粒弥散或聚集分布,部分样品可见富铁相、氧化亚铜、自由铜颗粒。7面麻江型鼓均见较多缩松,位于样品截面中部。分析结果反映的不同类型铜鼓合金配比、夹杂物、铸造缺陷特征,可为铜鼓铸造技术研究提供基础资料。

摘要:深圳博物馆藏郑公大墓出土蟠螭纹铜鼎入馆前已进行过保护修复处理,但保护修复记录资料缺失。现因年代久远,原保护修复材料老化和保存环境等因素的影响,又出现左右两足从原焊接处断裂、脱落,以及多处裂隙等病害,亟待再次保护修复处理,以恢复器物的完整性和稳定性,并提升展示效果。本工作利用X射线探伤、X射线荧光光谱、红外光谱和X射线衍射等分析方法,对该铜鼎的材质组成、制作工艺、早期修复材料、处理方法,以及病害情况等进行了综合分析。结果表明,该铜鼎本体材质为铜、锡、铅三元合金；器身遍布补配、焊接修复和随色作旧痕迹,且分布有多条裂隙。补配材料为黄铜片(口沿局部白色补配材料为混杂有钾明矾的石膏,且已酥粉)；焊接材料为铅锡料；未发现氯元素。研究结果对进一步认知该文物的价值、科学评估其保存现状和病害程度,以及对其实施科学有效的再保护修复提供了参考。

摘要:银作为重要髹饰材料,广泛用于各种银饰漆器中,但银饰部分常呈蓝灰色。为究其原因,本研究通过扫描电镜-能谱、X射线衍射等技术对收藏于故宫博物院的明代彩漆描金柜等文物上变色的银饰部分进行分析,并对蓝灰色物质的生成机理进行了探讨。结果表明表层蓝灰色物质主要组成元素是银、硫和氯,主要物相是螺硫银矿(Ag₂S)或螺硫银矿和角银矿(AgCl)的混合物。明代彩漆描金柜的蓝灰色银片结构复杂,蓝灰色物质除有部分为自然形成的腐蚀产物,还有部分明显是人为制作的涂层,其工艺可能类似于西方的“乌银”工艺。此研究结果为银饰漆器类文物的保护修复研究提供重要理论依据。

摘要:漆灰的修复是漆器文物修复工作的重要组成部分。为揭示故宫博物院旧藏漆器3种典型漆灰的材料构成及特点,以及为漆器修复工作提供科技支持,研究结合X射线荧光光谱、微区X射线衍射、红外光谱、纤维显微镜观测、热裂解-气相色谱/质谱联用等技术,综合分析了3种典型漆灰所含无机及有机原材料。研究结果表明:明代古梅花蕉叶式琴漆灰所用无机材料是动物角灰或骨灰及少量黏土,胶结材料则由中国大漆及少量植物油组成；清代黑漆描金大宝座漆灰的无机材料为含有方解石的黏土,胶结材料为熟桐油、猪血的混合物,此外,样品中还含有麻类纤维,为宝座木胎与漆灰层之间所裱麻布,宝座漆灰不但能提供平整髹漆表面,而且还对麻布有加固定型作用；清代黑漆地填金字张廷玉书圣训天伦对联漆灰的无机材料为黏土,胶结材料则为熟桐油、猪血的混合物。研究所用分析方法体系可实现漆灰原材料,特别是有机胶结材料的准确识别。3种典型漆灰的选材特点与中国古代漆器,特别是明清时期家具、器物制作用料传统相吻合,研究结果可直接应用于漆器文物修复方案的制定。

摘要:无锡八士镇宋代墓葬出土的绿髹荷花形漆钵是极为罕见的“绿沉漆”实物,利用三维视频显微系统、激光显微拉曼光谱、热裂解-气相色谱/质谱,对这件绿髹漆钵标本进行了分析研究。结果表明,绿髹荷花形漆钵经过制胎、批灰、髹底漆、髹红色以及绿色面漆的工序制作而成；其木质胎体为杉木属,漆灰以植物油和中国大漆作为胶结材料,而面漆则是中国大漆并添加了熟桐油作为助剂；红色漆膜呈色颜料为朱砂,绿色漆膜的呈色是由雌黄和靛蓝调配而成。这是对“绿沉漆”漆器制作工艺的首次科学鉴别。

摘要:温湿度是评价文物保存微环境的重要因素。目前,基于文物预防性保护工作的要求产生了大量文物保存微环境监测数据。如何更好地分析、利用现有的数据,建立有效的数学分析模型,用以评估并优化现有的环境调控措施是预防性保护工作的重要课题。本研究使用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法,建立能够反映展柜所处环境温度瞬态变化的三维CFD仿真模型,通过瞬态温度边界建模方法,将展柜外实测温度数据使用UDF(user defined function)编译,作为模型的瞬态边界条件。模型使用夏季工况的柜内温度实测数据进行标定,并将标定后的模型直接应用于冬季工况。结果表明,经标定后的模型在夏季工况中运行良好,模拟值与实测值间的平均偏差为0.18 ℃,最大偏差为0.33 ℃。模型直接应用于冬季工况,表现出很好的预测效果,模拟值与实测值之间的平均偏差为0.029 ℃,最大偏差为0.081 ℃,进一步验证了模型的有效性。本研究为预防性保护的监测数据利用及定量化研究提供了一种新的思路,同时证明了CFD技术在文物保护领域的广阔应用前景。

摘要:通过对莫高窟壁画彩塑表面降尘进行收集,分析降尘粒径分布、化学组成、显微形貌、可溶盐含量等理化性质,进而研究降尘对莫高窟壁画彩塑的影响。研究结果发现:莫高窟壁画彩塑表面的降尘大部分为地壳源矿物,对窟内壁画、彩塑带来的潜在危害是物理遮盖和磨蚀等作用,在更长的时间尺度上,降尘会对壁画彩塑具有潜在的盐蚀等化学威胁。莫高窟壁画彩塑表面降尘是导致壁画彩塑产生病害的一个不可忽视的重要因素。研究的结果为莫高窟壁画彩塑预防性保护提供基础数据。

摘要:针对莫高窟在保护利用数据传输过程中出现的问题与发展趋势,提出了利用无线网络深度覆盖技术构建数据传输平台,解决莫高窟大型洞窟内保护利用数据无法传输的问题。为构建实用性强的传输平台,采取了如下措施。首先,针对莫高窟保护利用各项业务数据采集、传输模式、传输机制等各阶段特点,提出了基于无线网络深度覆盖技术构建数据传输试验平台的需求；其次,设计了试验平台构建方案,依据莫高窟洞窟分布与建筑形制确定了试验平台构建位置。结合莫高窟目前无线网络覆盖现状,通过选型分析确定了无线网络深度覆盖关键技术,并应用该技术构建试验平台；最后,对试验平台无线信号覆盖范围、信号强度、传输性能、安全性等进行验证,确保数据传输的完整性与连续性。此试验平台已运行一年有余,应用效果良好。

摘要:蜂蜡是古代人类可获得的最常见的天然材料之一,在人类生产生活中占有重要地位。对蜂蜡类残留物的科技分析可直接提供古代人类对蜂蜡利用的科学证据。本文介绍了蜂蜡的产生与组成,梳理了蜂蜡类残留物的样品处理与检测分析方法,并总结了蜂蜡类残留物科学鉴定的依据,以期为古代蜂蜡利用与其他相关问题的研究提供有益参考。