摘要:铜质文物的腐蚀产物种类较多,除了常见的“青铜病”等有害锈外,近年来含有钠离子的复盐类腐蚀产物的出现也引发学者的广泛关注。本研究通过使用多种实验室分析手段对多例铜质文物上的锈蚀产物进行检测,结合相关文献,总结出多种较常见的含钠复盐类腐蚀产物,包括蓝铜钠石[Na₂Cu(CO₃)₂·3H₂O]、甲酸铜钠[Cu₄Na₄O(HCOO)₈(H₂O)₄(OH)₂]、碳酸乙酸铜钠等,并对其产生原因和钠的来源进行分类归纳,包括文物在铸造、埋藏、使用、保护处理中引入以及复合材质文物中的材质相互作用产生等,为更好地保护和保存文物提供支撑。首次提出现代金属铸造工艺中的离子引入在一定环境下也会导致腐蚀的发生,并进一步对其产生机理进行阐述。利用显微拉曼光谱分析技术在铜质文物上首次发现一种蓝紫色锈蚀产物——碳钠铜石[Na₂Cu(CO₃)₂],并探讨其形成机理。

摘要:长江口二号”沉船作为我国清代体量最大、保存最完整的木质古船,承载着丰富的海洋考古与历史文化价值,其保护工作极具重要性与紧迫性。本研究采用X光检测分析,定位铁钉在木制船体内的分布特征,横向评估铁钉锈蚀程度；结合微生物特征序列高通量测序、基因组学和代谢组学技术,分析船体病害微生物群落结构与功能通路,探究微生物可能通过参与铁氧化、产生酸性代谢产物以及分泌纤维素酶等多种途径对船体的劣化机制。结果显示,细菌群落以嗜酸毛杆菌属、噬氢菌属为核心优势类群,真菌群落则以腐生型的镰刀菌属、木霉属为主导。功能预测及代谢物分析结果显示,细菌群落核心代谢通路以碳水化合物代谢、氨基酸代谢为主,代谢物中有机酸类化合物种类丰富,铁离子转运与氧化还原相关通路在锈蚀严重样本中富集。真菌群落表型以腐生型占绝对优势,致病型与腐生型形成协同降解效应。结果初步展示了铁质构件锈蚀与微生物协同作用研究的分子生物学机制,为探索“长江口二号”沉船的劣化机理提供了科学依据。

摘要:馆藏铁质文物在多因素耦合作用下的腐蚀劣化是文化遗产保护的严峻挑战。本研究通过模拟暴露实验,系统量化了温度、湿度、SO₂、NO₂、O₃、HCOOH和Cl-等环境因子对铁质文物的腐蚀协同效应,构建了基于随机森林(RF)-长短期记忆网络(LSTM)的混合预测模型。首次引入“腐蚀指数(IP)”关联环境应力与本体状态,结合温湿度交互项(T_RH)、污染物协同项(SO₂_RH)等特征工程,实现了腐蚀速率的分时段精准预测(60 d预测R²=0.940)。特征重要性分析表明,Cl-是核心风险因子(长期贡献度0.32),温湿度协同效应(T_RH)持续主导腐蚀进程(贡献度0.28±0.03)。基于腐蚀动力学阈值,建立了四级风险分级模型,并开发了支持实时评估的图形用户界面(GUI),为馆藏铁质文物预防性保护提供技术支撑。

摘要:蒲甘保留着缅甸各个历史时期的佛塔,由于长期露天保存,佛塔外层灰浆表面形成大面积的黑色污染物。本研究通过鉴别黑色污染物类型,并检测表面有黑色污染物灰浆和正常灰浆的温度、水分、吸水系数、表面硬度和超声强度,对比两者差异,以了解黑色污染物对灰浆的影响。结果表明黑色污染物属于生物结皮,受黑色污染物影响的灰浆比正常灰浆温度高、水分高,吸水性强,表面硬度低,风化程度高——说明黑色污染物除了影响佛塔的外观,还使灰浆强度降低,抗风化能力减弱。本研究可为黑色污染物的清理提供依据。

摘要:本研究聚焦故宫博物院养心殿佛塔铜鎏金饰件的清洗方法。前期科学检测显示饰件表面存在黑色沉积物和氧化亚铜锈蚀。基于保存状况评估,设计了分阶段清洗实验,系统比较纸浆敷料和琼脂凝胶两种载体的清洗效果。第一阶段使用2A溶液、非离子型表面活性剂通过两种载体清洗表面沉积物；第二阶段使用EDTA、柠檬酸和酒石酸钾钠三种螯合剂分别通过两种载体清洗锈蚀产物。结果表明,琼脂凝胶载体方法在清洗效果、可控性与环境效益方面显示出优势,为制定铜鎏金文物的清洗技术路线提供了科学依据。

摘要:复原性整体搬迁是墓葬壁画的一种创新型保护模式,其现场保护材料的筛选对搬迁保护工作至关重要。本文利用便携设备,采用快捷易行的科学方法在考古现场通过渗透性、色差、硬度、脱粘率、涂胶现象、固化现象这些指标对墓葬壁画现场保护所需的渗透加固材料、支撑体材料进行科学筛选。同时使用硬度计对渗透加固、过渡层和支撑体三阶段的加固效果进行表征。结果表明:B72渗透性强、硬度提高率和脱粘率的降低率高,可用于白灰层渗透加固材料；环氧树脂可均匀渗透于玻璃纤维布,该纤维增强复合材料固化后强度高、与蜂窝铝芯粘接力大,组成了最优的支撑体材料。经过关键保护程序的壁画结构硬度增大、均匀性提高,墓葬壁画的完整性、安全稳定性得到有效保证。本项目提升了墓葬壁画复原性整体搬迁工作的科学化、规范化水平,对同类型文物保护具有借鉴意义。

摘要:山西永乐宫收藏的元代彩塑残块是不可多得的研究元初泥质彩塑制作材料和工艺的重要实物资料。为丰富元代泥质彩塑材料与工艺的科学研究宝库,本研究采用多技术联用策略对永乐宫元代彩塑残块进行了采样检测与分析。结果表明:永乐宫元代彩塑主骨架为柏木骨架；塑土有粗细泥层之分；粗泥层加筋材料为麦秸、麦壳,细泥层加筋材料为棉、麻丝。泥塑彩绘层存在多层颜料叠加做法及贴金和沥粉贴金工艺,彩绘工艺底色一般为白色,在其上叠加粉、蓝、绿等颜色,妆金工艺底色一般为红色。永乐宫三清殿元代彩塑遵循“木骨架—粗泥塑形—细泥精修—彩绘及贴金”的山西地区传统泥质彩塑工艺范式,个别彩塑残块细泥层上的贴纸,应是后期彩塑重装或局部修复时的一种工艺。本研究为永乐宫三清殿元代彩塑的原真性修复提供了重要的参考。

摘要:千家坪遗址发现的白陶遗存为探讨长江中游与环珠江口地区史前文化交流及高庙文化对外传播路径提供了重要途径。为了探讨千家坪遗址出土白陶的制陶原料产地和烧制工艺特点,利用能量色散型X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、光学热膨胀仪等手段,对千家坪遗址出土的32件白陶标本的化学成分、物相组成、微观结构、烧成温度、物理性能等进行了分析。结果表明,从制陶原料来看,千家坪遗址出土白陶可分为高铝型、高镁型,以及胎体为普通易熔黏土、表面陶衣为高铝型黏土的白衣陶三种类型。无论从高镁型白陶还是高铝型白陶的成分分析结果来看,千家坪遗址出土的高庙文化白陶均与其他高庙文化遗址存在区别,表明此时的白陶制陶原料具有一定的地域特点,很可能多数是在当地就近取材烧制而成。根据烧成温度的测试结果,高镁型白陶、白衣陶和红陶烧成温度平均值相近,低于高铝型白陶,此时的陶器都是在窑炉里烧制而成的。

摘要:苏州元和塘古窑遗址出土了从南宋至明清的大量陶器。为探究该遗址陶器的原料、成分和烧制工艺,提供原始科学数据,并开展纵向对比分析,本研究首次系统选取陶器与周边土壤样品,通过陶瓷密度计、偏光显微镜、X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、热机械分析仪和拉曼光谱仪对其基本性能、岩相特征、胎体成分、物相组成和烧成温度等进行科学研究分析。根据结果可知:该批陶器由铁元素质量分数较高的普通易熔黏土烧成,物理性能较佳,胎质细腻均匀,均为泥质陶器；烧成温度在950～1 050℃之间,属于高温陶器；烧制气氛多为还原气氛,渗碳工艺应用熟练。该研究通过揭示该地区陶器制作的独特技术与优质特点,从科技视角证明苏州地区制陶工艺的不断精进与发展,为古平江窑的发现、确立和研究提供更多的信息和数据支撑。

摘要:我国现存最早、最完整的砖瓦制作工艺的文献记载见于北宋时期李诫所编著的《营造法式》,而隋唐洛阳城是《营造法式》编修之前中国古代沿用时间最长的都城,具有较高的历史、文化和科技研究价值。为探究隋唐洛阳城正平坊遗址出土陶质砖瓦的制作工艺,验证唐宋时期建筑构件的传承性,研究通过运用波长色散型X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、热膨胀仪等仪器对隋唐洛阳城正平坊区域出土砖瓦样品的组成成分、物理性能、显微结构进行了科技分析。研究表明:隋唐洛阳城正平坊出土砖瓦黏土原料属易熔黏土,获取方式为就地取土但来源并不唯一；出土砖瓦样品烧成工艺较为成熟,平均烧成温度为1 042℃,矿物组成以石英、长石为主,未见莫来石晶体；同时,隋唐洛阳城正平坊出土砖瓦整体工艺特征与《营造法式》中记载砖瓦制作工艺、形制规格等较为契合,证实了唐代砖瓦制作工艺与《营造法式》所载工艺具有一定传承关系,为深入探究中国陶质砖瓦演变发展脉络提供了科技素材和研究基础。

摘要:嵌玻璃的釉陶器因其出土数量较为稀少而在学界未获得应有的关注与深入研究。本研究在总结北魏平城时期墓葬出土嵌玻璃釉陶器的基础上,利用超景深三维显微系统、扫描电子显微镜-能谱仪对其胎体、釉层及玻璃的显微形貌、化学成分和制作工艺进行检测分析。结果表明,嵌玻璃釉陶器的胎体是北方典型的高铁易熔黏土,釉层为以Fe元素的离子为着色剂的黄褐色或黑褐色的铅釉,釉料中加入了一定的胎土。嵌入的玻璃成分体系可分为两类:一类是v-Na-Ca-Pb,若去除Pb元素,钠钙玻璃呈现出高镁的特点,其原料很可能来自平城本地；另一类是v-Na-Al-Pb,其中的钠铝玻璃可能来自印度-太平洋贸易珠的重熔。羊首流釉陶壶上局部嵌入的铜红玻璃表明,我国铜红釉的出现时间可能由唐代提前至北魏时期。分析结果不仅为深入探讨中国古代釉陶器和玻璃器的发展及传播提供了珍贵的科学信息,而且对中外文化交流的研究具有十分重要的学术价值。

摘要:青岛市博物馆藏有一批清代纸板水陆画,绘制讲究,特色鲜明。为深入探究此批纸板水陆画的制作工艺和材料,采用便携式视频显微镜、造纸纤维测量仪、能量色散X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜-能谱仪、激光共聚焦显微拉曼光谱仪等设备进行科学分析。结果表明:画芯和背板纸均为竹纸,背板使用13层竹纸合成,并添加土、石灰等增加纸板厚度,提高强度和吸潮性能；绘画颜料除矿物颜料朱砂、铅白、石绿外,还有有机颜料藤黄和合成颜料普鲁士蓝。研究揭示其制作材料和工艺,以及晚清时期中西融合的绘画风格和用途,为清代纸板水陆画的综合研究提供了重要实证,也为同类文物的保护修复提供了科学依据。

摘要:贝叶经是珍贵的文化遗产,了解不同环境因素对其各方面性能的影响,对于研究贝叶经的本体材料特性、老化机制和预防性保护有着重要的意义。本工作通过模拟老化试验结合动态水蒸气吸附、静态热机械分析等先进方法,研究了不同相对湿度(RH)对贝叶经各方面性能的长期老化作用。结果表明,长期处于干燥或潮湿环境都会使贝叶经的各方面性能受到较大影响,不利于贝叶经的保存:干燥环境会导致贝叶经表面出现开裂现象,进而影响贝叶经的力学性能；潮湿环境则令贝叶经受到霉菌侵蚀,导致贝叶经的颜色、光泽度和吸湿性显著变化,令贝叶经的主要化学成分发生降解,并显著影响贝叶经的力学性能。于50%RH中老化的样品未出现明显病害,各方面性能均未发生明显变化,这表明50%RH是贝叶经保存相对适宜的湿度条件。研究有助于了解贝叶经的各方面性能和在不同环境中的劣化过程,并能为珍贵贝叶经的长期保存和预防性保护提供数据支持。

摘要:为保护纸质文献等优秀文化遗产,国内外研究者们开展了规模纸质文献的脱酸研究工作。由于国内近现代纸质文献的自身特性不同于国外文献,面对存世量大、酸化程度不一的整本纸质文献,需研发与自身特性相符的规模化脱酸工艺及脱酸装备。经对54册文献吸附行为研究,筛选脱酸前pH值和纸张紧度(D)为分类因数,将文献进行分类并匹配不同的脱酸液；使用自研脱酸装具,采用自主知识产权的浸渍工艺对整本文献脱酸,确定浸渍脱酸体系的压力在0.5 atm,连续脱酸30 min可提高脱酸效果；浸渍后,采用脉动式干燥对厚度不同文献进行分类干燥,系统压力控制在60 Pa,2.5 h左右可实现文献脱酸液吸附量不高于文献净重的10%,文献基本恢复起始状态。集成分类工艺、浸渍工艺、干燥工艺对文献进行脱酸处理,经验证,脱酸后的纸张pH值在7.5~9.5之间,碱储量在1.0%~3.5%(以碳酸钙计),纸张机械性能有所增强。

摘要:以首都博物馆藏《乾隆大藏经》经版作为研究主体,使用摄影、红紫外摄影、显微成像、三维成像、光谱成像等多维度数字化成像手段采集图像。相机拍摄经版基础照片,红紫外相机获取经版大面积病害情况,光学显微镜采集经版裂隙、雕刻等细节,电子显微镜观察木材老化程度,CT观察木材内部结构,三维激光扫描获得三维立体模型,高光谱成像辨识经版隐藏信息。通过上述方法,多维度、全方位获取经版数字化图像,为后续建立经版数字化档案和经版活化利用提供支持。

摘要:《永乐大典》用纸情况在文献中并无明确记录,近年相关研究亦无清晰结论。本研究采用表面显微分析法和纤维染色显微分析法对法国回流“湖”字册《永乐大典》各部分纸张进行测试分析,结果显示:该册《永乐大典》书签褙纸的原料为构皮；书脊纸、书衣纸板的主要成分是构皮和竹混料,构皮多于竹；书衣内侧护页纸主要成分是结香皮和竹混料,结香皮多于竹；辑佚书单残纸的主要成分是毛竹；书叶残纸的主要成分是构皮和竹混料,竹多于构皮。本工作首次以试验方法详细揭示了《永乐大典》纸张材料信息,证实了《永乐大典》用纸的复杂性,可为后续开展科学保护修复和研究工作提供参考。

摘要:青膏泥是考古发掘中常见的物质,在墓葬坑中放置青膏泥用于密封的做法源于新石器时代,商代开始流行,盛行于周汉时期并于秦汉时期达到顶峰。但是关于青膏泥的研究相对较少,尤其是其中影响青膏泥结构组成的腐殖质等的研究鲜有报道。本研究针对山东省兰陵县塔山墓地几个墓葬发掘出土的青膏泥样品,采用激光粒度仪、扫描电子显微镜-能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪等测试分析青膏泥样品的粒径、显微形貌、组成结构,以及有机质中腐殖质的性能。研究结果表明:青膏泥中的无机矿物主要包含石英、钠长石、白云母、羟基氧化铁、水铁矿和黑云母,这些矿物具有较大的比表面积和表面电荷,与有机腐殖质中含量较高、且和矿物质结合最紧密的胡敏素,以及具有胶体特性的胡敏酸等腐殖质进行结合而形成稳定的无机-有机复合体；其中墓地M166出土的青膏泥样品颗粒比表面积较大,粒径分布较为集中,表面同时富集的蜡样芽孢杆菌等微生物,也为青膏泥中腐殖质的形成提供了条件。

摘要:2022年南京六合姚庄一座明末清初墓葬出土一柄“天下一佐渡守”铭文铜镜,是一面来自于日本的铜镜,它是通过商贸方式销售到中国的。铜镜碎裂缺柄,纹饰面被一层银白色物质覆盖,状似“水银沁”。为了解铜镜的制作工艺、表面银白色覆层的成分以及保存状况,利用显微观察、拉曼光谱、扫描电镜-能谱进行了检测分析,结果表明铜镜为铜-锡-铅三元合金铸造成型,表面的银白色物质为锡石,是在埋藏环境下长时间的腐蚀后形成的,铜镜腐蚀严重,本体已基本矿化。

摘要:文物承载着深厚的历史价值、艺术价值与科学价值。保护与传承好文物及其背后蕴含的价值,是当代文物保护工作者面临的巨大挑战。然而,因文物具有的复杂性、多样性与珍贵性等特性,对其病害的识别、量化统计、发展预测与虚拟修复等应用存在效率低下、自动化与智能化水平不足的问题,常规的数据处理技术难以应对文物数据的非线性与多样性特征,限制了其在复杂场景中的应用。深度学习作为一种新兴技术,为解决以上问题提供了新的途径。通过聚焦2017—2024年间深度学习在文物病害相关研究领域的应用,基于文献计量学的方法梳理其阶段性发展特征与趋势,明确该领域的研究热点。结果显示,2020—2024年为该领域研究快速增长期,相关主题文献数量呈显著上升趋势；地域贡献方面,中国与意大利的学术影响力及贡献度尤为突出；数据源方面,数字图像是核心支撑,包含丰富物质与结构信息的光谱、射线成像数据亦成为研究重点；模型应用上,卷积神经网络与生成式对抗网络为常用模型；应用对象方面,深度学习技术已覆盖文物建筑、书画、壁画、陶质彩绘、石质文物等多种文物类型。在此基础上,从四个方面,探讨了相关研究领域中的主要挑战与发展方向:在数据层面需要关注样本的质量与数量；在模型层面需要提高模型的性能与可解释性；在应用层面需要扩展至病害机理分析与劣化预测等方面；在标准规范方面需要建立统一行业标准体系。本文可为相关领域后续研究提供理论依据与实践参考,助力文物保护智能化水平提升。