摘要:本研究尝试对秦始皇帝陵二号坑出土陶俑彩绘残块中的有机胶结材料具体来源进行判别。利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对彩绘颜料层中提取到的有机质进行分析。结果表明其中主要成分为脂肪酸及其氧化产物。在此基础上,结合脂肪酸同位素分析技术,获取了提取物中的硬脂酸和棕榈酸的碳同位素比值,其结果指向反刍类动物来源。进一步结合文献资料,推测秦俑应采用了牛胶作为彩绘颜料的胶结剂。在实验过程中,通过引入不同萃取方式,即超临界流体萃取和传统总脂质提取方法对同一样品进行提取效果对比。结果显示与传统萃取法相比,超临界萃取法提取效率更高,提取到的组分更为丰富。因其具有流程精简、耗时短、化学污染少等优点,可能对珍贵考古样品的提取更具有优势。脂肪酸同位素分析技术在秦俑彩绘胶结材料中的成功应用,表明其作为一种行之有效的手段,在未来考古有机残留物的研究中有极大的应用潜力。

摘要:人(动物)骨胶原蛋白的硫稳定同位素比值,不仅可区分个体食物来源的差异,也可判断其迁徙行为。然而,受限于硫元素在骨胶原蛋白中的低含量(约0.2%),硫元素含量和其同位素比值的准确测定,一直是制约同位素生物考古研究的瓶颈。近些年来,国际学界新出现的质谱分析技术,虽已可实现对低样品量骨胶原S同位素比值的测定,但因缺乏低含量硫标准物质造成硫元素含量测定困难的问题依然存在。目前,我国尚未见到专门用于古骨胶原S含量和同位素测试方法的相关报道。为此,本研究利用基于具有程序升温气相色谱(GC)的元素分析-稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS)联机系统以磺胺和面团参考物质(pasta reference material,S含量为0.14%)为S元素含量测定的标准物质；以国际稳定同位素参考物质USGS42和USGS89为同位素标准物质,对2例古骨胶原中S含量和碳氮硫稳定同位素比值进行了多次测定；并以国际稳定同位素标样IAEA-S-1和IAEA-S-2对骨胶原数据校正,首次建立了骨胶原S含量和同位素比值的分析技术。该技术以低S含量参考物质为元素含量标准物质实现了古骨胶原S含量的准确测定(标准偏差约为0.02%)；在保证硫稳定同位素测试精度、准度(<0.4‰)和仪器稳定的情况下,古骨胶原的用量(5.2~5.8 mg)较常用量(10 mg)大幅降低。该分析技术的建立,对于在我国重建先民(动物)的食谱和生存环境、探讨其迁徙行为具有重要的应用价值。

摘要: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。

摘要:选取南宋、战国丝织品作为研究对象,以现代丝绸作为参照,通过扫描电子显微镜对样品的微观形貌进行观察,同时基于热分析动力学原理对样品进行热重分析,利用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)、Kissinger三种动力学模型计算了蚕丝的动力学参数,并对相关热力学参数做了求解。本研究将热分析动力学方法引入丝织品文物的劣化研究中,考察了现代蚕丝和古代蚕丝动力学与热力学参数之间的差异,以活化能、活化焓和活化吉布斯自由能为特征量表征了丝织品的热稳定性、劣化状态和化学特性,对于揭示丝织品文物劣化机理和评估劣化程度具有参考价值,并为预测丝织品文物寿命提供了理论指导。

摘要:聚乙二醇法加固的饱水榉木文物在保存时,易受到周围环境因素如温湿度和光照等综合影响导致文物发生劣化。采用FTIR、SEM等方法研究了聚乙二醇法脱水加固饱水榉木试样在温湿度和紫外光耦合作用下微观结构的变化。结果显示,聚乙二醇法脱水加固处理的饱水榉木试样细胞形态饱满,聚乙二醇能够适应性地填充或吸附在各种尺寸的细胞管腔和导管管孔中,较好地维持了文物试样的结构。试样在40℃和60%RH环境试验30 d后,填充在榉木细胞内的聚乙二醇吸湿溶胀、体积增大,导致榉木细胞壁破损,细胞结构之间产生连续性裂纹；而在自然干燥后,聚乙二醇又脱水收缩与细胞壁分离。试样在40℃、60%RH和351 nm紫外光耦合环境中试验30 d表面发生黄变,亮度大幅增加,色差变化非常明显。光降解导致聚乙二醇熔融化,熔融态的聚乙二醇不断析出,其对细胞壁的加固效果大幅度减弱；榉木内析出的聚乙二醇逐渐覆盖试样表面,表面触感由粗滑转变为粘黏。最后提出了耦合环境对聚乙二醇法加固榉木结构的影响机制,本研究将为聚乙二醇法脱水加固饱水木质文物保护应用方面提供可靠的指导意义。

摘要:为了对中国早期油画进行科学的保护修复,以中国国家博物馆藏油画《减租减息》为研究对象。通过社会历史研究法和比较研究法剖析了《减租减息》的艺术技法,发现作品杂糅了延安革命现实主义、西欧学院派古典写实主义以及苏联美术情节性手法,反映了20世纪50年代初国内画家对油画材料处于初步摸索、尚未成熟的阶段。采用多种科学检测手段对油画各层次材料的形貌、成分、性能进行分析,明确了画家用材制作不当导致作品出现严重病害,其中双面油性锌白底是病害产生的关键因素。针对作品特殊的“双面底”工艺,制定了保护性修复策略,运用背面加固新技术,在恢复作品物理强度的同时,最大限度地保留了作品原有工艺特征,延续了作品的真实性和完整性。

摘要:格布赛鲁墓地位于西藏西部象泉河流域中游,是目前西藏西部发现的最早的墓地之一。墓葬出土大量滑石珠,本研究利用宝石显微镜观察、拉曼光谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜-能谱分析等多种无损检测技术,获取滑石珠化学成分、物相结构、表面显微形貌等相关信息,表明格布赛鲁墓地出土的圆盘状穿孔滑石珠大概率为块状滑石加工成型后经热处理制作而成。研究结果可为丰富西藏西部早期珠饰研究资料、了解西藏西部古代人群的对外交流及其社会文化生活面貌提供重要信息。

摘要:古陶瓷的清洗是陶瓷类文物保护修复中的重要步骤,其中清除陶瓷类文物表面坚硬附着物是清洗中的技术难点,而现有的超声波清洗、蒸汽清洗、化学清洗等方法存在技术局限性。本工作对不同陶瓷样品表面附着物开展喷砂清洗技术研究,科学评价该技术的安全性能和清洗效果。使用色差分析、显微观测等方法,对仿烧陶瓷片样品进行检测评估,验证了喷砂清洗技术对瓷片清洗的安全性——对陶片及釉上彩瓷片具有一定的损伤。开展喷砂清洗、超声波清洗、蒸汽清洗3种物理方法的清洗效果对比试验,综合评估其在清洗釉面附着物、露胎附着物、断面附着物、表面硬质附着物、釉面金属附着物、断面金属附着物、裂缝处附着物的效果,验证了喷砂清洗技术的有效性及适用范围。

摘要:山东长清仙人台4号墓出土的青铜盘,在形制和装饰细节方面具有一定的地域特征。表面观察和X-CT技术分析发现,青铜盘的铸造工艺较为复杂,盘身与盘足、盘耳分铸而成,盘足、盘耳通过铸接、铸焊技术与盘身进行连接。与同时期其他青铜盘的工艺相比,仙人台青铜盘的铸造工艺具有鲜明的独特性,反映了工匠的独特匠心。这一发现和认识还一定程度上纠正了考古学“透物见人”相关论述中的群体偏好,有利于从“群体”和“个体”两个维度实现“透物见人”的学术追求。

摘要:2014年9月至2015年4月,北京市文物研究所在海淀区八里庄玲珑巷发掘了一座竖穴土坑墓,为明代宦官马永成墓,在墓室北壁龛内发现1套银印章盒,盒上附锁和钥匙1副,锁挂于印章盒上,钥匙放置于盒前。本研究利用X射线衍射、便携式XRF能谱仪、扫描电子显微镜及能谱仪对这套印章盒的成分和制作工艺进行了科学分析。结果表明,印章盒为含铜较少的银合金,盒盖、盒身为银料锤揲为多块长方形银片后焊接而成,印章盒及其上的配件如锁、钥匙、合页等均进行了鎏金处理,分析结果为了解明代银制品的时代和技术特征提供了新的材料。通过研究发现,明代墓葬出土银盒的造型和功能各异,在明代上层社会被广泛使用。明代墓葬出土的金属锁具主要为簧片广锁,多用于墓门、木箱或宝匣,在民间使用金属锁的现象也较为常见。印章盒的制作与马永成任职经历带来的对金属材料的偏好和获取便利有关。

摘要:为了解决壁画保护与利用的矛盾,对陕西蒲城元代壁画墓进行整体抬高封闭展览。在博物馆内,首先完成墓葬内部支撑体的拆除和画面的保护修复,然后通过更换底部支撑钢构架,将整个墓葬架高3 m,最后用低反射玻璃将墓葬底面和甬道封闭。配备了温湿度和空气洁净控制系统以及远程环境监测系统,并安装了新型有机光源,以期延缓文物病害发生。通过文字、图版、模型、多媒体等多种手段展现了该墓葬壁画的考古学及文物保护信息,并利用 3D Mapping投屏技术进一步活化了文物。上述展示方法为同类型墓葬壁画及大型文化遗存的保护与展示提供了可供参考的新方案。

摘要:本研究开展了烧料礓石超细前后与石英砂结石体的各种性能对比试验,通过FT-IR,XRD和SEM分析了烧料礓石超细化前后与石英砂结石体的结构、组成和形貌,探讨了烧料礓石超细粉体在岩土质文物加固工程中的适用性。结果表明,与普通烧料礓石相比,烧料礓石超细化后结石体中SiO₂的峰减弱,CaCO₃和Ca₂Al₂SiO₇·nH₂O的峰增强且锐化,说明超细化有益于Ca(OH)₂的碳化和SiO₂,β-CaSiO₃的水化。超细化后结石体的水化比例更大,凝结时间缩短,收缩率、含水率和波速升高,早期抗压强度和抗折强度提高；超细化后结石体的耐水性、抗冻融性、安定性和耐碱性得到良好改善；超细化后的烧料礓石与凝灰岩和红砂岩的黏结性提高,兼容性更好。总之,超细化不仅保留了普通烧料礓石的优点,而且使烧料礓石潜在的胶结性能得到了充分发挥。因此,烧料礓石超细化后更加适合于岩土质文物保护加固工程。

摘要:2021年10月初山西遭到强降水天气侵袭,世界文化遗产平遥古城西侧内墙夯土遭到不同程度破坏。为明确受降水影响后内墙夯土的病害特征及发育机理,选取其中典型病害特征表现段进行分类统计和定量表征,夯土病害类型主要包括裂隙、片状剥蚀、掏蚀、生物破坏和坍塌；另外通过室内宏微观试验得到夯土的工程特性,将其与定量表征结果进行统计学回归分析,得到病害的产生和发育机理。裂隙的产生与冻融循环引起的塑性变形量有关；片状剥蚀的产生与黏粒含量呈负相关；墙体中下部掏蚀的产生与易溶盐含量呈正相关；对于坍塌,一部分由各病害发育演化导致,另一部分由雨水入渗后夯土颗粒间的黏聚力降低导致。最终建立了平遥古城西侧内墙夯土的病害框架体系,为其科学保护和针对性修缮加固提供科学依据。

摘要:古建筑病虫害危害类型鉴定及危害程度分析,是制定维修方案和预防性保护措施的重要基础。一般古建筑木构件的虫害很难发现虫体,影响对危害类型的鉴定。本研究以贵州隆兴寺内一块受损木构件病虫害分析为例,通过树种鉴定、表面和内部危害特征观察与分析、木材三大成分降解分析、昆虫样本鉴定五个步骤,分析与鉴定该古建筑木构件受损原因。结果表明:经树种鉴定该古建筑木构件为贵州本地金缕梅科枫香属(Liquidambar sp.)木材,虫害在枫香木表面造成6~20 mm(长径)×3~6 mm(短径)的椭圆形虫孔,造成的内部蛀道扁平且顺着木材纹理延伸,蛀道内充斥粉末状与颗粒状的木屑和排遗物混合物。从危害特征分析鉴定为家扁天牛(Eurypoda antennata)危害；排遗物木材成分分析显示该天牛主要降解枫香的纤维素,少量降解半纤维素,几乎不降解木质素；经表面和内部无损检测分析该天牛对该建筑的木构件造成了4级(严重级)危害程度。本研究可为古建筑生物危害鉴定提供参考,为古建筑预防性保护提供科学依据。

摘要:科学有效评价历史温湿度对文物的影响是优化库房温湿度设定策略、平衡文物预防性保护效果和可持续性的基础。目前较先进的定量评价温湿度对有机质文物化学降解风险影响的指标为寿命系数和保存指数,定量评价温湿度对有机质文物发生机械损伤风险影响的指标为平衡含水率和响应湿度。本研究通过分析上述指标对29间温湿度特点各异库房的实际历史温湿度的反映情况,探究了这些指标用于有机质文物库房历史温湿度评价的适用性。研究发现,寿命系数适用于评价单一介质库房中有机质文物的化学降解风险；保存指数更适合评价混合介质库房中脆弱有机质文物的通用化学降解风险；平衡含水率是一种通用型有机质文物机械损伤风险评价指标；响应湿度适用于评价已经适应其历史温湿度环境的有机质文物发生机械损伤的风险。

摘要:故宫室外石质陈设种类繁多,数量庞大,但保存情况不甚理想,部分面临较严重病害,开展这批文物保存状态评价,是做好文物保护的前提。本研究对故宫石质陈设的病害状况、物理性能等数据进行分析,对汉白玉大理石文物的整体保存状况进行评价。在此基础上,对已有的石质文物保存状况评价方法进行评估,并提出了一种新的评价方法——“平均分析法”。与常用的几种方法进行比较,“平均分析法”所得结果能更准确评估石质文物保存状态。

摘要:长江下游是中国漆器的发源地,也是重要的产区,辐射范围广泛。通过对16件长江下游产区的汉、唐、宋、元时期漆器的胎骨材质鉴定发现,汉代漆器以阔叶材为主,而自唐开始的木胎为针叶材,这与社会需求变化、材性认识进步和制胎工艺发展密切相关。斫木胎,旋木胎,夹纻胎再到圈叠胎,制胎工艺不断变化,针叶材也取代了阔叶材,使得胎骨加工更容易,也实现了胎体的从重到轻,从厚到薄的变化,且赋予造型屈曲多变的特性。此外三件圈叠胎漆器也有不同的形式,可能与漆器的器型和不同时代的材性认识存在关系。基于漆器木胎的研究补充了漆器制作工艺的认知,深化了对古人木材认知的发展与利用的了解。

摘要:我国拥有数量庞大的珍贵纸质文物。受内外多重因素影响,纸质文物的理化性质难以长久保持不变,各种病害问题会导致载体的性能下降,最终影响文物的保存寿命。现有保护修复研究多集中在分析纸张酸化原因与脱酸材料方面,实操应用的讨论则相对较少。因此,本文从实践层面出发,以脱酸方法为研究重点,借鉴意大利纸质文物的保护修复经验,首先介绍了脱酸前应做的准备和辅助材料的选择,其次从工艺和材料两个维度梳理了近年来常用的几种脱酸技术,阐明了操作要点及注意事项,对不同技术上的优缺点进行了分析,并基于我国纸质文物特点提出了脱酸干预时的工作思路。此外,为了更好地保持脱酸效果,本文还延伸讨论了后续抗氧化和加固修复环节的意义及操作方法,强调保护修复工作整体意识的重要性。