摘要:石峁遗址外城东门城墙出现了严重的外倾变形,面临倒塌风险,为对其进行科学保护,进行了城墙稳定性及加固方法的研究。提出风化折减系数表征灰缝的风化程度,利用离散单元法建立城墙模型,并验证其有效性,通过强度折减法研究在风化作用下城墙的变形及稳定性,通过反演分析法确定城墙的风化程度和灰缝的力学参数。研究结果表明:灰缝强度降低是城墙变形失稳的主要原因；在土压力作用下,城墙破坏呈滑移-倾覆模式；城墙目前处于欠稳定状态,风化系数为0.45~0.48,灰缝强度粘聚力和内摩擦角分别为21 kPa和14°。在此基础上,提出了灰缝灌浆和外侧支撑两种加固方法并进行了比选,最终加固取得了良好的效果。研究结果可为石峁城墙的后续的加固保护提供借鉴和参考。

摘要:井头山遗址属于海相沉积环境下的史前遗址,出土的遗物中包括一百余件饱水木器以及十余件由芦苇、芒草等为原料制作的编织物。编织物被遗址土壤包裹,并与遗址土壤之间存在粘结现象,这为编织物的提取带来困难。对遗址土壤的矿物组成、有机质和去离子水浸渍液进行了分析测定。分析结果表明,遗址土壤呈碱性,有较高的可溶盐含量,所测土壤样品具有相似的矿物组成与含量,遗址土壤中存在的铁氧型矿物以及胡敏酸、富里酸等腐殖质是重要的胶结物质,这些胶结物质的存在致使遗址土壤不易分散。根据分析结果,在温和条件下选用羟基吡啶酮衍生物(简称HRP)作为脱铁络合剂对遗址土壤进行脱铁处理,进行遗址土壤分散方法预研究。分散方法预研究结果表明,在温和条件下,30 mmol/L HRP即可以对遗址土壤进行有效地分散,这种分散方法可以为编织物的提取提供参考。

摘要:在风化因子的持续作用下,土遗址微观结构持续劣化并最终导致宏观病害的发育。微观结构的特征反映了土遗址材料内在的劣化程度,为研究土遗址风化程度与微观孔隙结构变化的关系,采取锁阳城土遗址不同方位城墙土样,采用低温液氮吸附试验测定了土样的比表面积和孔容孔径分布,并基于FHH分形模型计算样品的分形维数；结果表明,锁阳城土遗址不同样品比表面积偏差率高,比表面积数值和分布具有明显差异；孔隙容积变异系数高,离散程度大,存在差异性劣化行为；土样的孔隙形态呈狭缝状、楔形、“墨水瓶”孔、管状孔等多种复杂形态,小于2.765 nm的孔隙大都为封闭透气孔。结合分形维数可知,锁阳城土样具有明显的分形特征,孔隙空间结构不规则,非均质性强,表面粗糙程度大,且分形维数和锁阳城土遗址劣化程度具有一定相关性。本研究关于土样孔隙的定量表征对于土遗址风化劣化研究有着重要意义。

摘要:陶器上的古代粘接材料与陶器的修复工艺关系密切,是当时社会制陶水平的反映之一。本研究对成都新津宝资山汉代崖墓出土陶楼上的粘接材料进行了科技分析,使用了扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),分别探究了该粘接材料中的无机和有机成分。结果表明:粘接材料的颗粒状态、大小和成分与黏土颗粒相似,推断其主要无机成分为黏土；红外吸收光谱在波数3 431 cm-1、1 670 cm-1和1 419 cm-1的特征峰与酰胺基相吻合,氨基酸分析表明其有机成分含有由动物胶和蛋类混合而成的蛋白质类胶料。有机混合胶料黏性较高,弥补了单一胶料使用的不足,同时黏土可增加系统中的氢键密度,并起填充作用,这样的协同作用是该粘接材料在使用时具有强粘接力和一定稳定性的原因。但由于其耐久性差且与陶器整体风格不协调,推测该材料是在器物下葬前使用的一种临时粘接剂。同时,它的成分和用途与秦始皇陵兵马俑上的古粘接材料非常相似,这体现了汉代对秦代帝陵陪葬制度和制陶工艺的继承与沿革。研究结果为我国陶器修复历史的研究提供了资料,同时也为现代陶器的保护修复提供了科学依据。

摘要:为了探究光照作用下皮革文物的老化机理,本研究采用经人工老化的现代植物鞣制羊皮为模拟样品,使用傅里叶变换红外光谱分析、扫描电子显微镜分析、原子力显微镜分析、色度分析、热重分析等方法,探究了样品在老化过程中微观和宏观上的变化。研究结果表明,光照会导致皮革中氨基酸和植物单宁氧化,进而在1 715 cm-1处出现羰基的特征峰。羰基指数随着光照时间的延长而增大,因而可以作为皮革氧化程度的量化指标。芳香族氨基酸和植物单宁氧化会导致皮革变色,且通过拟合可以得到色差随光照时间变化的预测模型。氢键在光照作用下断裂,胶原蛋白分子内无规卷曲相对含量增加到33.14%,证明胶原蛋白三螺旋结构解旋,分子无序性增大,稳定性降低,同时导致部分结晶水释放。此外,皮革内的水分和脂质在光照下流失,使纤维收缩卷曲,空隙增大,同时产生应力,并逐渐积累使皮革表面产生形变。

摘要:为深入研究宜良青龙山遗址的历史和文化意义,对出土的12个兵器木构件样本进行了鉴定和分析。鉴定结果显示,兵器木构件使用了硬木松(Pinus sp.)、红锥(Castanopsis sp.)、石楠(Photina sp.)、八角枫(Alangium sp.)、麻楝(Chukrasia sp.)、楠木(Phoebe sp.)以及禾本科竹共计7种木材。古人根据这些木材的特点,选择密度较低、韧性好的木材用于箭杆；硬度大、密度高、耐冲击、稳定性好的木材用于长柄兵器杆。研究首次发现,云南地区竹制兵器柄实物,推测为复合竹材。同时,通过木材共存生态因子分析,初步揭示了遗址周边的古气候环境,年均温约为13.3℃至18.7℃,年均降水量约为868~1 363 mm。研究结果,为后期出土兵器的保护修复提供了依据,也为古滇时期兵器木构件用材和气候环境研究等提供了线索。

摘要:本工作以中国近现代古法制作墨锭为研究对象,采用元素分析、X-射线荧光光谱分析(XRF)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜分析(TEM)、动态光散射分析(DLS)及接触角测试等多种表征方法,分别对墨块本体及其表面描金部分的元素组成,墨锭的烟、胶以及其他添加剂的成分配比,墨颗粒微观形貌及单分散尺寸,墨颗粒聚集状态及尺寸,墨锭表面的亲疏水性等进行了测定,系统研究了几种不同工艺的传统中国墨锭的性质、性能特点。结果表明,不同墨锭在元素组成、成分配比以及微观尺寸、墨颗粒聚集状态、表面亲疏水性上存在一定的规律性。对墨锭物理化学性质的科学检测与分析,可以为中国传统墨锭的科学检测基础数据库提供数据支持,而通过对其具体关联与差异的研究,还可与制墨工艺、墨的品质相关联,为墨的使用、保存和鉴别提供科学依据,为墨的写印效果研究提供参考。

摘要:辽宁义县奉国寺是第一批全国重点文物保护单位之一,其正殿大雄殿内现存元代壁画画面精美、内容丰富具有极高的艺术价值和历史价值。但在近千年的自然和人为因素影响下,这些精美的壁画出现了不同程度的病害,其中絮状污染物具有较强特殊性,对壁画危害尤为严重。实验以该病害为研究对象,首先通过壁画表面污染物现状调查判断污染物分布范围极大,对壁画的保存具有严重危害性；而后通过红外光谱、能谱及X射线荧光分析确定壁画表面特有的三种絮状污染物为蛾茧丝与蛛丝；最后通过环境监测和相关历史资料整理综合推断其产生原因应当与保存环境及历史修缮密切相关。絮状污染物堆积对壁画表面有着可预见的持续危害,清理防治迫在眉睫。首次对寺观壁画絮状污染物进行系统分析,旨在全面揭示奉国寺大雄殿元代壁画表面絮状污染物的特征及成因,为寺观壁画表面污染物研究提供实例,为探索针对性的壁画表面污染物清理防治方法提供一定的理论依据。

摘要:动物在古代壁画及彩塑表面活动常造成极难清除的排泄物污染,影响文物美学价值并引起其他类型病害。复齿鼯鼠(Trogopterus xanthipes)与岩松鼠(Sciurotamias davidianus)是常年活动于麦积山石窟及周边的两种松鼠科动物,其棕黑色的固液排泄物大量分布在石窟文物、喷锚崖体、栈道表面以及栿孔内部。本研究通过生物酶及表面活性剂配以4%吸水性树脂(SAP)的方法对污染区域进行贴敷处理,以筛选最适清洗试剂及工艺。结果表明,人工唾液处理前后色差最大,与对照区差异显著(色差值为8.311±0.798 CIELab单位,P＜0.05),且洗净率最大(59.6%),是理想的清洗试剂。在此基础上分别采用金属驱避刺、辣椒素(CAP)以及超声波驱避器开展致害物种现场驱避实验。监测发现,三种驱避措施有一定差异性:金属刺对岩松鼠具有很强的驱避性,布设后其无法在有刺范围内活动,而喷洒辣椒素可明显降低复齿鼯鼠单日最大活动时长和日平均活动次数,两种松鼠科动物均可快速适应超声波,驱避有效期仅有5d左右。因此,针对不同物种可复合多种措施综合驱避。本研究可对遗产地动物排泄物清洗及有害物种驱避提供科学依据和实践指导。

摘要:为评估韩休墓壁画搬迁阶段霉菌病害治理方式的有效性和长效性,研究现修复阶段霉菌病害成因及治理措施,本研究通过超景深显微镜分析霉菌病害特征,采用分子技术鉴定壁画霉菌种属,结合搬迁阶段霉菌鉴定结果、保存环境监测数据等,探究搬迁阶段霉菌治理方式对修复阶段菌群发展、演替的影响。结果表明:修复阶段壁画霉菌样品分离的11株菌株分属青霉属(Penicillium)与枝孢属(Cladosporium)。与搬迁阶段相比,壁画表面霉菌多样性显著降低,优势菌青霉菌菌落组成也存在较大差异,显示出克霉唑等防霉剂对曲霉菌、镰刀菌、交链孢菌生长的有效抑制以及青霉菌对环境的适应性与选择性。韩休墓壁画表面霉菌代谢产物作用于壁画基质,使壁画出现霉斑污染、变色等病害,且青霉菌菌丝体已深入地仗内部,对壁画结构稳定性危害极大。建议及时开展表面黄色、黑色霉菌分类清洗,杀菌剂筛选以及展柜环境监测控制等保护工作,以实现对韩休墓壁画霉菌病害的常态化治理。

摘要:我国在不同年代、不同区域、不同机构相继开展了古建筑彩画不同的科技修复保护技术,但缺少对科技保护历史沿革比较、科技保护修复效果评价研究,亟需建立科学、客观、符合我国实际的古建筑彩画修复保护评价体系。 本研究为国家文物局重点科研基地自筹经费项目“彩画保护科技历史沿革及效果评价研究”部分研究内容,选取经过至少5年保护效果、且前期资料较完备的全国10处典型古建筑彩画进行详细调研,并根据调研结果,选择其中5种加固材料进行了实验室模拟试验,对颜料层保护材料加固性能进行评价,期望为古建筑彩画的保护材料选择提供可靠的实际案例及实验数据支撑,为文物保护和相关材料评价提供新的参考和启示。

摘要:为揭示古琴的髹漆工艺,了解其制作工艺特点,利用光学显微镜、扫描电镜联用能谱仪、显微激光拉曼光谱仪和红外显微镜对馆藏龚承钧仲尼式琴修复时掉落的漆膜残片的表面、底面和特征部位的横截面进行了观察与检测分析。结果表明:该琴的漆膜包括漆层、漆灰层和裹布层,整体厚度较厚,用料十分丰富。漆层为上黑下丹结构,即上层为黑色漆层,下层为朱色漆层,显色物质为朱砂,两者的成膜成分都为大漆。漆灰层包括底灰层、中灰层和面灰层,底灰层与中灰层的粗细程度相差不大,面灰层最细,每层漆灰髹涂之后表面未经打磨。底灰层由黄铜、鹿角霜、硬石膏和大漆混合而成；中灰层由鹿角霜、硬石膏、大漆以及近似椭球形颗粒物四种物质组成,其中近似椭球形颗粒物是提前制备好后再用于中灰层的制作,由二氧化硅、氧化铁和非常少量的锐钛型二氧化钛三种物质混合而成；面灰层由硬石膏和大漆混合而成。裹布层是先髹涂硬石膏和大漆的混合物,再裱布,最后再髹涂一层硬石膏与大漆的混合物,裹布层所用织物可能为葛布。该琴漆膜所用的大漆中均加入了干性油成分。综合分析结果揭示了该琴漆膜的分层结构、物质组成以及髹漆工艺特点,推测该琴琴音压抑而短促,音色细紧,且在民国时期有做过修复。

摘要:南越国木构水闸遗址及其附属东汉建筑基址中的木构文物出现了多种病害。为探讨病害成因,采用偏光显微观察、傅里叶变换红外光谱分析、离子色谱分析和X射线衍射分析等技术方法对木构文物、积水和盐结晶等样品等进行检测,勘察文物病害种类与分布范围,并对环境监测数据进行多元回归分析。偏光显微镜观察到木构文物具有水松的显微特征,细胞壁多有细菌腐蚀；红外光谱分析发现半纤维素的特征峰消失,纤维素、木质素的特征峰锐减或改变；盐结晶的红外光谱、X射线衍射图谱均呈现二水合硫酸钙的特征峰,而离子色谱检测证实Ca²⁺和SO^2-₄是积水的主要离子,表明两种离子随地下渗水迁移至文物表面并形成盐结晶；西部木材含水率(上)、西部木材含水率(下)和南部木材含水率(上)与地下水位均呈极显著正相关(P<0.01),木材含水率大多低于30%并不断变化。以上结果表明,地下水不但渗入文物造成饱水病害,同时也影响木材含水率的变化。当木材含水率低于30%时,文物纤维出现湿涨干缩并导致裂隙病害,过高时又促使细菌滋生而形成微生物损害。此外地下水带来的盐结晶也进一步加剧裂隙病害的发育。在多种病害的共同破坏下,木构文物最终形成残缺。该结果为文物后续的保护研究及保护工程的开展提供了重要的科学依据。

摘要:对青铜器腐蚀机理的研究是对其进行保护修复的重要前提,在过去的数十年间,与铜和铅的腐蚀产物相比,文物保护领域对于锡腐蚀产物的认识和研究是相对缺乏且零散的。本文回顾了不同领域在锡腐蚀产物发展过程、特点以及表征方法等方面的研究成果。青铜器中锡腐蚀后一般首先形成复杂的水合氧化物(SnO_x·nH₂O),随后在氧化性条件下进一步氧化脱水,向锡石(SnO₂)转变,但由于此转变过程漫长而复杂,导致了锡腐蚀产物具有低结晶度、高电阻率、离子交换等特殊性质。通过梳理X射线衍射分析技术、拉曼光谱以及X射线光电子能谱以及其他分析方法在青铜器锡腐蚀产物表征中的应用进一步探讨了锡腐蚀产物的性质。最后,本文在回顾不同环境下的锡腐蚀产物的研究成果的基础上,介绍并比较了不同环境下青铜器的腐蚀模型。

摘要:土遗址作为我国文化遗产的重要组成,其保护受到了越来越多学者的关注和参与,为了厘清近30年我国土遗址保护工作的研究进展以及预测未来的研究趋势,采用文献计量学方法结合VOSviewer和CiteSpace两款文献可视化分析软件,对1990—2021年CNKI的331篇文献进行分析,讨论其研究进展与研究趋势。结果表明:近30年土遗址保护研究发文量整体呈现不断上升的趋势；目前已经形成了小集中大分散的学术团队；已经形成了较为完整的研究网络,研究主题涵盖了病害研究、加固材料研究、锚固技术研究、稳定性研究及保护理念研究等；近30年的土遗址保护研究可划分为土遗址保护概念探索和理论框架构建、土遗址保护材料和技术研究、土遗址病害机理研究三个阶段；完善土遗址病害的分类及定量化分级,构建土遗址保护材料及技术的系统性评价体系,开展多场耦合下土遗址病害机理研究,定量土遗址病害物理及数学模型,结合多学科开展病害发育预测预报模型将成为三大研究主题的主要研究趋势。

摘要:本研究通过分析我国陶瓷类文物的传统修复技法,阐述了在明清御窑厂遗址出土瓷器保护修复项目实施过程中,针对出土器物有破损缺失、研究展示价值极高等特点,借鉴西方“可识别”的文物修复理念,创新使用了在填补层次、仿真釉色、绘画色彩三个方面,做适当降低原基调处理的“降阶法”修复方式,并以明清御窑厂遗址出土的两件明代官窑瓷器修复为例,详述了“降阶法”修复的实施过程与成果。该研究结果可为该技法在我国陶瓷类文物保护与修复工作中的推广提供示范作用。

摘要:在研究石质文物病害形成机理时,掌握太阳辐射长期变化情况对其影响是重要的调查项目。但目前多数相关调查研究只能依靠建立环境监测站来实现。半球摄影法是一种快速测量天空开阔度的方法,在生态学等学科中被广泛使用。通过对日本、国内两处石质文物保护实际现场调查,半球摄影法被证明可以有效应用于环境监测装置选点,判断太阳位置变化对石质文物影响,以及比较石质文物不同位置受太阳辐射的长期变化。该方法具有便捷、经济且高效的特点,可以作为辅助手段更多应用在石质文物保护调查过程中环境监测装置选点与判断太阳辐射影响的相关初步测量与数据分析中。

摘要:陶质文物粘接修复是既古老又不断更新的课题。选择陶质文物胶黏剂需兼顾陶器与胶黏剂性能。陶器个体的差异存在于制作的各个阶段,包括陶坯黏土与非黏土组成差异,黏土中硅酸铝含量差异,以及烧成温度与烧成气氛差异等。中国古代陶器发展围绕陶坯组分和烧制温度的变化而种类繁多,粘接历史悠久。近30年陶器粘接更注重粘接性能检测和研究,汇总其间常用胶黏剂使用频次和基本性能具有指导意义,涉及聚合物胶黏剂的热塑性和热固性树脂胶黏剂,其线型结构和三维网络结构差异致使胶黏剂主要性能不同:热塑性胶黏剂抗拉强度较小,粘接后可逆；热固性胶黏剂反之。胶黏剂良好的粘接力学性能、耐久性和可逆性是选择合适陶质文物胶黏剂的必要条件；胶黏剂的固化时间、温度条件、收缩率等是影响粘接工艺的直接因素。需要兼顾多种因素,结合胶黏剂使用性能汇总,选择适合胶黏剂的同时做好粘接信息采集、阶段性粘接效果检测、坚持多学科合作等,才能促进胶黏剂应用研究的深入和进步。

摘要:纸质文物的保护、修复和鉴定工作需要对纸张和写印材料的构成、成分及年代进行分析。随着对纸质文物保护的重视程度不断提高,无损和微损分析技术相较于有损分析更加受到关注。本文梳理了用于纸质文物无损和微损分析的一系列相关技术,包括原子力显微镜分析、显微共聚焦拉曼光谱法、X射线光电子能谱法、光导纤维反射光谱法、太赫兹光谱法、微计算机断层扫描、表面解吸常压化学电离质谱法、飞行时间二次离子质谱法、热裂解气相色谱-质谱法、加速器质谱法、近红外光谱法结合化学计量学(主成分分析)或人工智能算法(卷积神经网络)等,并对其在纸质文物的原料鉴别、染料成分及年代分析等方面的应用发展进行了展望。纸质文物研究涉及多个学科,通过这些分析技术与实际工作的深入融合、学术交流的加强以及相关标准研究的推动,纸质文物保护、修复和鉴定工作的快速发展将得到有力的促进。