摘要:为进一步研究环氧树脂的老化特性与机理,阐明环氧树脂老化过程对壁画本体的破坏作用,本研究采用质量、体积变化率,力学性能测试,扫描电子显微镜观察,傅里叶变换红外光谱分析等方法,探究环氧树脂样品在老化过程中物理性质与化学结构变化情况,研究结果表明:在温、湿度变化主导的老化条件下,环氧树脂会出现黄化度增加、光泽度及致密度下降等现象,链段上的环氧基、羟基、醚键、苯环等特征峰强则会随老化时间的增加显著减弱或消失,以上特性可作为环氧树脂老化的量化指标；老化初期,环氧树脂样品因基体物理吸湿溶胀、内部应力不均产生微裂隙,随着老化进程的推进,微裂隙在水分子的作用下持续增多、加深、扩大,直至出现大面积孔洞,使材料机械强度与粘结强度明显降低,温度作用则会引起环氧树脂的自由基链式反应,破坏其链式结构,材料内聚力与耐候性随之降低；环氧树脂主要通过性能下降或失效所造成的对壁画粘结强度与支撑强度的减弱以及地仗-环氧树脂复合材料界面应力作用对壁画本体产生破坏,最终引发壁画裂隙、空鼓、分离脱落、脱粘移位等病害。

摘要:安岳毗卢洞石刻造像是四川地区一处价值极高的石刻造像群,整体保存较为完整,受各种环境因素侵蚀,造像出现片状剥离、空鼓等风化破坏。为科学保护该处造像,通过对造像微环境温湿度、降雨量、地下水和造像表层含水率等参数监测发现降雨和温湿度变化对造像有直接影响,采用SEM-EDS、XRD和离子色谱分析采集的样品,发现可溶盐在典型病害区域富集现象显著。综合分析微环境监测数据和样品检测结果表明:强降雨是导致安岳毗卢洞石刻造像区水汽环境短期急剧变化的主要原因；造像微区温湿度与外环境温湿度变化的速率和幅度存在显著差异,同一造像龛不同区域的表层温湿度差异明显；环境水汽变化带动可溶盐运移在造像浅表层富集,析出堆积盐分以CaSO₄为主,造像区微环境特征与Na₂SO₄相变条件非常契合,微环境因子变化和可溶盐耦合作用是石刻造像典型病害发育的主要成因。

摘要:江苏地区六朝陵墓石刻(简称“六朝石刻”)暴露于自然风化环境,饱经千年沧桑,受到严重破坏。六朝石刻是以碳酸钙为主要成分的石灰岩,易被酸雨腐蚀,且孔隙率大,外界水分和有害物质如酸性气体、尘埃、生物等极易进入。经超声波波速等检测发现多数六朝石刻已出现不同程度的风化迹象,对其进行科学保护迫在眉睫。石质文物表面防护材料种类较多,本文模拟自然环境对灰岩样块进行老化试验,循环过程中对试样进行检测分析,最终确定效果最优的表面防护材料。

摘要:中国古代青铜冶铸业较为发达,其生产格局与世界其他古代文明均不相同。泥质块范法作为主要技术体系,学界通常认为淘洗过且成分均一的黄土是主要制范原料。近年来,显微技术的应用愈发广泛,黄土的使用不再能概括所有技术。此前,已有相当数量研究发现范体原料为冲积土、风化土等其他土壤。亦存在部分范,其原料性质为未经充分淘洗的黄土。河南鹤壁辛村与宁夏彭阳姚河塬的手工业作坊区为近年间发掘的两处重要遗址,有极丰富的冶铸遗存出土。本研究通过结合岩相分析和扫描电镜分析,于这些材料中发现了部分同样原料为未充分淘洗的黄土的遗物。首先,部分范、芯中遗留有大量泥质团块,推测其为直接取土或采用多种土壤混合制成,而没有经历“洗土去泥”的步骤。部分已干燥或烧结的原料被取用制范,干、湿原料之间结合紧密。分层制范和涂层或覆层的技术为有选择性的应用,光洁度要求不高的位置所用范块则省略此步骤。这样的技术选择在一定程度上简化了制范工艺,平衡了技术标准和实际效用,可能实行于铸铜技术分工化的背景下。目前来看,此种技术具有一定广度与历时性,或为周王室控制青铜铸造技术的手段,有待更丰富材料进一步进行探索。

摘要:年鸡叫城遗址发掘了屈家岭文化大型木构建筑F63。该建筑规模宏大,基础保存完整,工艺独特,在中国建筑史上具有重要意义。通过对F63及相关聚落背景内采集的109件木质样品树种鉴定分析显示,F63木构建筑使用的基本为润楠属(Machilus spp.)、樟属(Cinnamomum spp.)和楠属(Phoebe spp.)木材,用材较为统一,用量巨大,体现了较高的选材水平,但与周边采集样品的树种类型不同。根据相关资料,推测澧阳平原史前河流水位远高于现在,鸡叫城先民当时已经掌握了水系综合规划能力,并大面积种植水稻,附近不太可能分布大面积森林,澧县西北地势较高,且植被丰富,水系发达,故认为F63的建筑用材可能来自附近的山区,经涔水及其支流运输到鸡叫城聚落。F63的修建,不仅具有居住意义,还有更高的精神内涵,反映了当时社会具有较高的管理和统筹能力,社会组织高度发达。对F63的综合研究为了解当时聚落结构、人群关系、社会生产力发展水平提供了重要信息。

摘要:德化窑是中国南方著名民窑,在窑址出土的南宋白瓷中,釉面局部被黄色硬结层附着是较为普遍的现象。本工作针对一件附着黄色硬结层的南宋德化窑白瓷标本,采用光学显微镜观察(OM)、能量色散X射线荧光光谱分析(EDXRF)、微区拉曼光谱分析(μ-Raman)和扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)等方法分别对标本本体和黄色硬结层进行分析,探讨德化地区土壤环境下釉的劣化机理和硬结层的形成原因。研究表明,南宋德化白瓷釉为透明钙碱釉,在酸性土壤环境中主要发生离子交换和网络溶解反应,释放的硅在釉面缩聚形成硅凝胶,局部微环境的酸碱度差异导致硅凝胶产生两种特殊的显微结构。黄色硬结层由硅凝胶和土壤无机胶体通过静电引力、分子间作用力等凝聚而成。

摘要:大汶口文化早期是古代中国北方农业社会建立的关键阶段,旱作农业及家畜饲养业的发展为这一阶段的社会进步奠定了重要的物质基础,但目前对于大汶口文化早期家畜饲养策略的认识仍相对薄弱。鉴于此,本文以山东定陶何楼遗址为研究对象,对遗址中41例大汶口文化早期的狗、猪和鹿科动物骨骼开展骨胶原碳、氮稳定同位素分析。研究发现哺乳动物的食物来源较为多样,其中狗的食物在不同程度上包含了C₄类食物,表明其食物受到了人为的干预；猪群整体呈现出以C₃类植物为主的食物结构特征,部分个体兼食C₃和C₄类食物,少数个体以C₄类植物为食。结合猪的年龄组信息,我们认为猪的碳氮同位素比值可能与年龄存在一定的相关性,但仍需要更多数据的支持。综合动物遗存研究、碳氮稳定同位素分析以及文献记载,推测何楼遗址所处时期家猪的饲养和管理可能采用放养与圈养相结合的模式,这种饲养方式可能一定程度上代表了遗址所在地区大汶口文化早期家猪饲养方式和管理水平的区域性特征。

摘要:为深入探究史前陶器的制作工艺,本研究采用了植硅体分析方法,对孙家城遗址(距今5 800~4 300年前)出土的夹植物陶进行分析,并选取同时出土的夹砂陶和泥质陶作为对比参照。研究结果表明,夹植物陶在原料选择和制作工艺上,与夹砂陶和泥质陶存在显著差异。尤为突出的是,夹植物陶鼎的鼎足部分,其原料构成和制作技法与其他部位截然不同。进一步分析发现,以稻壳为主的植物羼和料,在孙家城遗址早期早段已开始被用于陶器制作中。这种使用趋势在孙家城遗址早期晚段至中期早段达到高峰,随后逐渐减弱,直至薛家岗文化时期被夹砂陶完全取代。这一发现不仅扩展了我们对史前陶器制作材料与技术的认知边界,同时也彰显了植物考古方法在陶器分析领域的独特优势与深远影响。

摘要:本研究将热裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)技术和气相色谱-质谱(GC-MS)技术应用到北京四季青唐墓出土陶灯内残留物的分析中。应用Py-GC/MS对残留物进行分析,检测出萘、芴、蒽等多环芳烃类物质,这些化学物质是有机物不完全燃烧产生的,推测与灯内燃料燃烧有关；样品中还检测到少量的1-甲基-1H-吡咯等含氮物质,该物质与动物资源相关,表明该陶器曾经接触过蛋白质类物质,推测其在作为灯具使用前可能曾有别的用途。采用直接酸化甲醇萃取法提取脂质,应用GC-MS对样品中的脂质进行分析,检测出甘油、脂肪酸、β-谷甾醇等物质,根据饱和脂肪酸棕榈酸与硬脂酸(P/S)的比值推断燃料中含有植物油。样品中还检测到棕榈油酸、亚油酸、油酸、芥酸等不饱和脂肪酸,芥酸主要来自十字花科植物,表明陶灯残留物中含有十字花科类植物油。研究表明Py-GC/MS和GC-MS两种方法相互补充,可以检测出未知有机残留物较全面的信息。

摘要:衾被作为古代丧葬仪式中不可缺少的物品,是文化传承和情感表达的重要媒介。棕、赭相间条纹罗被和黄、绛色相间条纹绮被是甘肃武威吐谷浑慕容智墓出土的两件衾被,受地下埋藏环境影响整体劣化严重。采用扫描电镜能谱仪、傅里叶红外光谱、超景深显微镜、超高效液相色谱-质谱联用仪,对其纤维材质、老化特征、污染物及染料成分进行了检测分析,结果表明两件衾被材质是桑蚕丝；组织结构有罗、绮、绢,推断污染物成分中含有钙磷酸盐类沉淀或无机矿物质颗粒等；染料为茜草、靛蓝和黄檗。在科学分析的基础上制定修复路线,选用丝蛋白加固技术对衾被整体加固,再运用垫背衬和针线法修复,并对缺失部分进行复原。修复后的两件衾被病害得到了有效控制,重现历史面貌,为后续研究提供了实物依据。

摘要:补全古文数字文本中的残缺内容,是提升简帛文献可读性与研究价值的重要技术路径。该研究提出了一种基于音形融合的预训练模型,通过拆解汉字的字形和发音,生成字符子结构,并利用交叉注意力机制整合这些信息,从而增强模型对古文语义的理解,提高简帛文献补全的准确性。具体方法包括利用五笔和注音对汉字进行建模,将每个汉字转化为短序列编码,并通过子词分割算法构建词汇表。实验结果显示,该方法在传世文献和出土文献数据集上的补全准确率分别达到了70.02%和63.76%,为简帛文献的智能补全提供了有效的解决方案。

摘要:利用秦兵马俑三维扫描点云数据,基于COMSOL软件构建垂臂和持兵器曲肘手臂的实体模型,分析肩关节应力分布以及裂隙存在导致的应力集中现象,研究秦兵马俑肩部裂纹的粘接与修复所需粘接材料特征。对垂臂秦兵马俑,应力主要集中在肩关节下沿,当该位置存在裂隙和裂纹时,其附近可发生超出材料应力强度的突变。利用粘接修复可改善其周围应力分布,降低最大应力值和应力梯度到安全范围。采用环氧树脂材料为粘接材料,对比垂臂肩关节下沿裂隙和持兵器曲肘手臂肩甲部位裂纹修复参数分析发现,小杨氏模量的粘合剂和较厚的粘结层可有效减小修复部位的最大应力值到安全范围,相比而言,材料泊松比变化的贡献较小。在实际的修复中需根据粘接位置的应力特征选择合适的粘接材料来降低粘接附近的Von Mises应力,以减小应力强度因子从而降低二次损伤风险。本研究可为文物的预防性保护和修复提供参考。

摘要:针对壁画轮廓生成中存在的特征提取不充分、边缘细节捕捉能力不足及鲁棒性不强等问题,探索一种高效的壁画轮廓生成方法,实现对壁画图像中复杂纹理和细节的有效捕捉。提出了一种基于端到端的边缘生成模型(HED模型)改进的新框架,该框架创新性地融合了多尺度增强模块(SEM)和压缩空间注意力模块(CSAM)。SEM利用空洞卷积实现多尺度特征提取,强化了局部和全局信息的捕捉能力,提升了轮廓提取的准确性。CSAM专注于局部边缘的精细化表达,有效减少了信息丢失。此外,引入基于Dice系数的损失函数,优化了正负样本的平衡,进一步提升了边缘检测的精度。该方法在定量和定性评估中均优于对比方法,在处理纹理模糊和局部信息丢失方面有明显优势,验证了其在壁画轮廓生成中的有效性。成功提升了壁画轮廓生成的效果,验证了多尺度特征融合与空间注意力机制在复杂纹理图像处理中的有效性,为壁画数字化保护与修复提供了新的思路与方向。

摘要:长江口二号”沉船是在上海水域发现的重要水下文化遗产,大量的出水瓷器为研究清代海上贸易提供了关键物证。本研究采集了“长江口二号”沉船中不同类型青花瓷、粉彩瓷、单色釉瓷等的残片30件和完整器3件,使用微聚焦能量色散型X射线荧光光谱分析、显微分析等方法,获取了化学组成特征、腐蚀状况等信息,并对瓷器产地等作前期研究判别。结果表明:沉船出水的青花瓷、粉彩瓷、单色釉瓷大部分来源于景德镇窑系,还有来自浙江、福建等地的产品,是清代瓷器河海贸易的见证；沉船出水的瓷器虽然属于民窑所产,但其制作工艺精致、质量上乘。本研究为沉船瓷器文物的后期分类保护、修复研究及展陈利用提供了科学依据。

摘要:故宫博物院共收藏七件清代铜质骑麒麟仙人像,其中六件表面覆以相同的黑色物质,此黑色物质在铜质器物表面十分罕见。本文以其中一件骑麒麟仙人像为研究对象,通过多种科技手段对其表面黑色物质进行了检测分析。结果表明,骑麒麟仙人像表面黑色物质为炭黑、天然蜡类(虫蜡、蜂蜡)和树脂类(虫胶、松香)的混合物,应是人为制作的表面装饰层。结合四种天然物质的使用历史及理化性能,推测虫胶和松香为胶结材料,蜂蜡为失蜡铸造时残留于器物表面的蜡模材料,虫蜡用于黑色物质上亮。基于器物的保存现状,本文也对器物产生局部腐蚀的原因进行了分析,为此类器物的预防性保护提出了相应建议。

摘要:为探讨安徽博物院馆藏铁画的保存状况及相关制作工艺信息,对部分样品采用了X射线荧光光谱、金相显微镜、扫描电镜能谱(SEM-EDS)、X射线衍射等技术手段进行科技分析。结果显示,铁画采取了锡焊的拼接方式,表面可能镀锌；所选取的6幅铁画样品,四件铸铁脱碳制品(铸铁脱碳钢、熟铁),一件块炼铁,一件块炼渗碳钢,均为锻打成型；样品锈蚀物中存在有害锈β-FeOOH。铁画表面脱落的黑褐色物质确认为“清漆”,铁画背纸表面可能刷有胶矾水。

摘要:袍服铜扣锈蚀产物中甲酸盐的规模性爆发现象鲜有研究报道。本研究采用超景深显微镜(DM)、便携X射线荧光光谱(pXRF)、激光拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)对7件清代袍服的铜质扣头本体及表面锈蚀物进行表征和检测。结果表明铜扣为铸造的黄铜合金,部分采用鎏金工艺,其锈蚀产物均为甲酸盐成分,包括已探知的甲酸铜钠[Cu₄Na₄O(HCOO)₈(OH)₂·4(H₂O)]、三羟基甲酸铜[Cu₂(OH)₃(HCOO)]、Zinc C[Zn₄Cu₃(Zn1-xCux)₆(HCOO)₈(OH)₁₈·6(H₂O)],还有未知的含有Cl和S的甲酸腐蚀产物。这些甲酸盐的产生与铜扣头的铸造过程、鎏金层完整度和存放环境均有关系。这些腐蚀产物不仅破坏铜扣的整体美观,还会造成纺织品污染,并具有明显的传染性,需立即除锈干预并以无酸纸包裹。本检测分析为袍服铜扣的修复方案制定提供理论依据,也为同类型文物样品的分析提供借鉴参照。