摘要:春秋战国以来砖瓦窑业趋于繁荣成熟,建筑材料需求量的增多促使出现了大量砖瓦窑,汉代是砖瓦窑结构趋于成熟和稳定的重要时期,因此研究汉代砖瓦窑的功能结构变化关系对揭示中国古代窑炉结构的发展脉络具有重要的意义。本研究在前人对汉代砖瓦窑的结构变化研究基础上,使用计算流体软件FLUENT模拟砖瓦窑内流场和温度场,以河南省焦作市苏蔺村汉代窑址Y6和洛阳东周王城十一号窑为例分别进行数值模拟,从流体力学和热力学的角度分析汉代砖瓦窑内烟气的流动情况。结果表明多烟道窑较单烟道窑更具保温的优势,解释了汉代砖瓦窑结构变化的逻辑。

摘要:墓葬壁画是一种重要的彩绘文物,对其进行揭取搬迁并加固修复是目前主要的保护方式。而在揭取搬迁时,对壁画绘画内容和颜料进行数字化记录及特性分析,是后续壁画表层合理修复的重要依据。光谱成像技术作为一种属性与视觉同步感知的信息探测手段,可以用于壁画表面颜料层的高维信息记录与材质属性分析；同时,利用高光谱伪彩色显示技术可以实现颜料色彩的虚拟复原。基于此,提出一种基于融合光谱分析与带通能量积分的壁画颜料色彩虚拟修复方法,并利用采集的颜料光谱数据、壁画高光谱成像数据与模拟真实场景下的混合颜料光谱数据进行壁画颜料识别与色彩虚拟复原实验。实验结果表明,对于选取的唐墓壁画上的红、黄、蓝、绿四种颜料,其融合光谱识别结果是:武惠妃墓的红色颜料为朱砂/银珠、韩休墓的黄色颜料为石黄/雌黄、武惠妃墓的蓝色颜料为石青/青金石、韩休墓的绿色颜料为石绿的匹配度最大；同时,基于上述识别结果,得到了纯色复原和壁画基底绘制复原的壁画颜料色彩虚拟复原结果,可以为壁画实体修复提供颜料层视觉修复的参考依据。上述研究成果在壁画保护及活化利用领域具有重要的创新示范意义。

摘要:出土于湖南衡阳何家皂北宋墓的纺织品上观察发现有灰蓝色固体物质附着,为查明其性质,采用扫描电镜-能谱法、激光拉曼光谱法和X射线衍射法结合能量色散X射线荧光光谱法和光学形貌观察等手段进行科学分析。结果表明,该物质为磷酸亚铁矿物——蓝铁矿[Vivianite:Fe₃(PO₄)₂·8H₂O],其多形成于富铁、富磷、有机物含量较高且贫硫的缺氧还原沉积环境中,微生物活动亦对其生成有影响。该矿物的发现对墓葬环境特征与保存状态的研究有指示意义,在考古遗存中或可作为判断特殊埋藏条件的标志自生矿物之一。

摘要:年3月西安市长安区小居安村建设工程项目M19中出土了一批武周时期微雕器物,该批器物造型精致,且同类器物出土较少,罕有相关研究,为明确其材质、工艺,采用超景深显微镜、便携式X荧光光谱仪、扫描电镜-能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪对其进行科学分析。结果表明,微雕的成形与彩绘工艺包含刮削、打磨、钻孔、抛光、贴金等,其微雕本体材料是以Ca、P为主要元素的羟基磷酸钙,结合风化后普遍存在的蜂窝状孔洞,认为其材质应为骨质。

摘要:为研究青铜器粉状锈传播过程,本研究设计了专用实验箱并采用电化学方法模拟了青铜的腐蚀过程,并对青铜粉状锈的生长情况予以实时记录,进而应用电感耦合等离子体质谱、拉曼光谱和新亚铜灵-吸光度等方法对箱内气溶胶颗粒物进行检测。研究结果表明,箱内气溶胶铜离子含量明显高于常值,结合观察实验表明粉状锈生长是一个由内而外不断膨胀直到锈层破裂的过程,这个过程产生的气溶胶细颗粒物(氯化亚铜和碱式氯化铜)会在空气中悬浮、沉降造成传染现象。这一开创性的实验极大地丰富了国内对青铜粉状锈传播过程研究的成果,为粉状锈利用空气动力传播提供了依据,并为青铜锈蚀机理研究提供了新的思路。基于实验结果,本研究同时对青铜器保存和展示环境提出了相应的建议。

摘要:随着纸质文物保护工作的推进,针对古籍纸张载体的保护研究已逐步深入,但对于古籍纸张上的墨、颜料等其他写印材料的保护及写印材料之间的相互作用则亟待研究。其中,古籍墨迹的老化研究有助于揭示墨与纸相互作用的本质,对于古籍文物的保护具有非常重要的意义。以复旦大学图书馆藏古籍《三十二兰亭室诗存》墨迹的老化现象为出发点,通过显微镜观察、表面pH值测定、显微拉曼(micro-Raman)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱法等多种无损、微损的检测手段多尺度分析了墨迹泛黄的现象,结果显示墨迹处及周边黄晕纤维与空白部分纤维相比,光泽缺失且略显糟朽,酸性更强,表面氧化基团增多,说明墨可能对纸张的老化降解产生了影响。通过设计纸墨浸润模拟老化实验对此进行验证,结果显示与偏中性墨汁相比,尽管墨汁中胶料对纤维有一定保护作用,但偏酸性墨汁对纸张老化的促进作用使pH值、抗张性能及耐折性能的下降趋势更明显,聚合度保留率也较低。墨字模拟老化实验佐证了前述结论,使用酸性更强的墨汁书写的字迹,周围纸张酸性更强,色差也更显著。以上结果表明,墨汁的酸碱性质对纸张的老化降解进程有很重要的影响。这不仅揭示出古籍存藏过程中受墨影响的纸张老化机制以及模拟实验合理设计对于系统探究老化机制及纸墨相互作用的重要性,也对古籍保护工作范畴的扩大和策略的制定具有指导意义,并为修复用墨的研制提供了思路。

摘要:甘肃木器代表了我国汉代雕刻技艺的最高水平。糟朽是甘肃木器的典型特征,通常纤维素降解度高达50%；甘肃木器因材质固有的木材属性及缺陷性,对环境中的湿度、湿气和水分较为敏感,容易引发“湿胀干缩”效应,致使器物后期不易保存、保护。如何对糟朽木器安全状况进行科学评估,是当前基础研究领域亟待解决的课题。针对目前评估技术中存在的弊端、难题,本研究通过对评估方法、方式的深刻剖析,对木材材质特征及属性分析,对衡量及表征材质形态与结构变化相关物理参数的梳理；应用现代分析仪器及其成熟分析技术对采集试样进行了形貌观察和测试数据分析；研究表明:胎木含水率作为影响糟朽木器结构与形态稳定的决定因素,是安全评估的唯一衡量指标；胎木容重值、纤维结晶度与纤维降解度作为材质物理化学性能综合考量的表征参数,均客观地反映了材质质量或状况的实际变化情况,可作为量化评估参考指标；确定胎木含水率的安全变化范围为9.3%~14.3%,安全波动幅度为±5%。依据上述结果,制定了糟朽木器安全评估的相关界定标准:1)胎木含水率在安全范围、幅度内波动、变化时,表征参数物理量变化轻微,器物则处于安全区；2)胎木含水率超出安全范围变化时,且波动频率频繁,往往会持续引起容重值变小、纤维结晶度降低、纤维降解度增大,造成胎木的形态与结构发生严重改变,致使器物处于危险区；3)胎木丧失维持自身平衡效应的能力,致使表征参数物理量变化值极度异常,尤其当胎木素含量达到85%时,纤维素几乎完全降解,器物则已处于濒危区。最后,综合、梳理分析结果,设计、创建了科学、规范的糟朽木器安全评估技术构架,该技术采用定量与定性相结合的方式,特点是重数据、重证据,提升、强化了科技含量,方法简单、实用,易于掌握。

摘要:价值高、完整度好的墓葬越来越多选择整体搬迁保护。但在考古工作中,有结构缺损的非完整性但价值较高的墓葬不在少数。西安出土一座关中地区少见的、形制完整的宋金时期砖雕墓,尽管其结构局部缺损但研究价值高,是研究该时期墓葬形制、丧葬风俗的重要补充。为完整保留墓葬形制,兼顾再研究与展示,欲进行搬迁保护。保护前通过建立物理力学模型模拟墓室质心的偏移校正,并分析计算搬迁过程中砖壁的倾覆风险,确定了采取保留外部土圹固型、内部加固支撑的整体吊装搬迁方案；再根据理论计算出留土高度、通过模拟实验改进彩绘层隔离保护工艺,成功实现该墓葬的整体搬迁保护。本工作在文物搬迁保护中引入理论模型对缺损结构的量化评估,探究搬迁保护规程化方法,可为同类非完整性但价值较高的墓葬搬迁保护提供方法借鉴。

摘要:水分是导致壁画病害的关键因子。在封闭条件下,通过冷凝的方法对敦煌莫高窟B113窟的蒸发数量和特征进行了5年的监测。结果表明:B113洞窟水分年蒸发量为61 189.9 g,日平均蒸发量为229.2 g,年蒸发量和日蒸发量都呈正弦曲线变化特征。监测表明:随着窟内温度升高,洞窟水分蒸发量增大；温度降低,洞窟水分蒸发量减小。温度决定蒸发水汽浓度,地气流出量决定蒸发水汽体量。洞窟水分蒸发从4月开始持续到12月中旬,6~8月洞窟水分蒸发最大,日水分蒸发7∶00~12∶00迅速上升,12∶00~23∶00下降,夜间也有持续的水分蒸发,是温度和地气活动量主导和控制着洞窟蒸发水分的数量。洞窟水分蒸发机制的揭示为今后洞窟微环境的调控和壁画预防性保护提供了理论基础和科学依据。

摘要:区域稳定性监测是石窟寺长期保护的一项重要措施。本研究以庆阳北石窟寺所在区域为对象,基于2019年的15景Sentinel-1A卫星雷达影像,采用小基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术对研究区稳定性进行监测,获取了研究区雷达视线向形变速率及时序形变,分析了研究区形变的空间、时间分布规律及其原因。监测结果表明:北石窟寺所赋存的覆钟山山体整体稳定,存在微小形变,不存在潜在滑坡变形特征；研究区主要形变区沿河分布,蒲、茹两河交汇处形变最为明显；研究区时序形变呈现随季节变化的规律性,造成其规律性的原因为随季节变化的土壤侵蚀和董志塬固沟保塬项目的实施。该研究证明了InSAR技术在文物遗址区域稳定性监测的可行性,以及其在具有长期性、可靠性的优势,为石窟寺遗址长期预防性保护提供了新的思路和方法。

摘要:天青釉是中国古代珍贵的单色釉品种,一般认为其始于传说中的柴窑,而最早的天青釉实物则显现于汝窑。于是,有学者认为天青釉唯柴窑、汝窑所特有。然而近年来,又有学者指出天青釉实非柴窑与汝窑的“专利”,最早的天青釉应发轫于五代时期的耀州窑。本研究将五代二期的耀州窑与汝窑所谓的“天青釉”进行分类,再测定它们的色度,确定“天青釉”的色度数值和相应的天青釉样品,进而明确天青釉的窑口及其起源时间。

摘要:麦积山石窟保存的大量壁画是研究石窟壁画艺术与佛教文化的珍贵实物资料。利用悬浮沉淀法、纤维形貌观察法,结合X射线荧光、X射线衍射、激光粒度分析、拉曼光谱等检测方法对麦积山131窟壁画残块地仗层及其添加物、颜料层进行科学检测分析。分析结果表明:131窟壁画地仗层使用的黏土应该是麦积山周边稍远地区的天然细质黄土,且粗、细泥层中均人为添加有砂粒,但粗泥层中添加砂粒较细泥层更多、颗粒较大且颗粒度不均匀。粗泥层中添加纤维为麦衣、麦秆,细泥层添加麻纤维。壁画烟熏污染物主要显色物质为燃料燃烧产生的炭黑,红色颜料主要是铅丹、朱砂、铁红,白色底色层的成分是方解石。研究结果不仅为探讨麦积山石窟壁画材质与制作工艺提供了基础数据,而且对后期壁画的保护修复也具有一定的指导意义。

摘要:为了科学认知出土于陕西省榆林市靖边县的唐杨会墓彩绘颜料,本工作利用拉曼光谱和带能谱仪的扫描电镜对杨会墓石棺上的有代表性的六个彩绘颜料样品进行分析研究。结果表明其绿色为石绿,白色为铅白、黑色为炭黑、褐色为铅丹与密陀僧的混合颜料,红色为朱砂,粉色为铅丹与铅白的混合颜料,含铅颜料保存良好,未发现变色情况。本研究将为相关考古学研究和文物保护提供重要信息。

摘要:纺织品文物霉变研究在纺织品文物保护、修复、贮藏中占重要地位。为了确定馆藏棉类纺织品文物霉变微生物的种类,了解棉织物纺织品文物真菌病害特点,本研究采用PDA培养基对棉类纺织品文物上霉变部位提取微生物进行分离纯化,对纯化后的霉菌进行18S rDNA-ITS序列分析,通过比较NCBI核酸序列数据库序列同源性构建发育树。最终分离纯化共得到6株霉菌,测序结果鉴定为青霉属、交链孢霉属、曲霉属、镰刀属,该四种霉属可能是棉类纺织类文物的致霉优势霉属。利用形态学方法结合分子生物学手段对棉类纺织品文物霉变微生物进行分离鉴定,确保获取结果更加快速和精准,结合当前博物馆对纺织品文物的保护现状,提出棉类纺织品文物综合保护措施,为此类文物的防霉工作以及抗霉材料的开发提供理论依据。

摘要:探索漆木器制备工艺尤其是髹漆工艺,以获取能用于文物保护修复的重要信息,针对两件待上展金漆木雕的保存现状,进行了X射线荧光能谱分析、红外光谱分析、激光拉曼光谱分析、微观形貌分析以及X射线探伤等无损分析。根据分析检测结果,按照不改变文物原状、最小干预、真实性等文物修复基本原则,对文物进行保护修复,对这两件漆木器进行清理、消杀处理,对木胎残缺处进行补配和随色,对漆皮起翘、脱落严重的部位进行漆皮回贴和漆层补全,处理后状态稳定,具有一定的耐久度,达到了展览和长期安全存放的目的。

摘要:纸张是传承中华文明的重要信息载体,液相脱酸法是应对纸张酸化并延缓纸张劣化的优选手段。事实证明,制备性质优良的脱酸液以高效去酸留碱并采用适宜工艺以保持纸张平整是实现优异脱酸效果的重要前提。本文对国内外近十年内多数液相脱酸工作进行调研,在此基础上从浸润性、分散性、加固性、抗菌性及防皱工艺五方面对纸张液相脱酸效果影响因素进行梳理并总结相应对策,为后续研究工作提供一定参考。

摘要:本文对纸质文献的干式清洁方法进行了系统梳理,介绍了十种常用的方法,并说明其工具、材料及操作过程,对存在的问题和优缺点做出简要评价。除此之外,还介绍了三种较前沿的方法,并对其原理和研究现状进行了总结及评价。

摘要:纸张是人类历史文化信息的重要载体,纸质文物的妥善保存是文明延续的一部分。纸制品在使用及存储期间,除发生自然老化外,还受到以真菌为主的微生物损害,因此纸张消毒处理是保护过程中的重要步骤。本文总结了微生物对纸制品的危害以及常用的化学和物理消毒方法,重点介绍了电离辐射对纸制品消毒的成效,并分析了辐照对纸张机械性能、颜色和聚合度等方面的影响。

摘要:受控冷冻灭虫的关键在受控,受控指标包括冷冻温度、降温速度与冷冻时间,受控的目的是要达到彻底灭虫。冷冻温度与降温速度直接影响到被冷冻物品的形体安全,保障物品安全为前提的受控冷冻灭虫需要管控风险。基于文献分析、相关问题的调研与理论研究发现,温度不够低、降温速度不够快以及灭虫时间过短都会造成灭虫不彻底的风险。极端低温与快速降温带来物品的损伤与被冷冻物品的材料性质相关,将在极端低温与热冲击力下必然会损坏的材料排除在冷冻灭虫的许可范围之外,科学地选择冷冻温度与加强冷冻灭虫过程管控,可使受控冷冻灭虫化险为夷,即以保证藏品安全为前提的彻底灭虫。

摘要:通过测量氧气消耗量可以完全无损地检查考古文物的稳定性,氧气的快速消耗说明样品状态不稳定。本工作综述了光学传感器辅助氧气消耗法的基本原理、影响因素、应用范围和适用对象。利用氧气的荧光猝灭性实现光学传感法监测氧气浓度。依靠光学传感的氧气消耗法可以快速、有效、准确地测量出文物样品的氧气消耗速率,对评估文物保存状态有重要意义。其监测系统会受相对湿度、温度、压力、光照等环境因素的影响。该方法根据文物样品的大小和形貌选择合适的监测体系,可以实现对所有氧气消耗反应的监测,具备更好的便携性和普适性。因此光学传感器辅助氧气消耗法可用于评估保护材料和保护手段的有效性。