基于门控卷积生成对抗网络的西汉漆箱纹饰图案数字化修复研究

中国历史上漆器以其精美的纹饰技法闻名于世,针对古代漆器表面破损严重、纹饰信息大面积缺失的彩绘漆箱修复难题,提出了一种门控卷积生成对抗网络(GC-GAN)的古代漆箱表面图案修复方法.该方法采用门控卷积结构改进生成对抗网络模型,以提升模型对于图像中有效像素的学习能力并解决不规则大面积图像区域的高分辨率修复问题.在此基础上,首先对漆箱图案中的畸变、破损和缺失部分进行掩膜处理,然后使用GC-GAN生成掩膜区域的图案.针对漆箱纹饰图案样本数量少的问题,借助迁移学习思想,将模型在CelebA、SVHN等多种公共数据集上学习到的知识迁移到漆箱纹饰上.最终实现了“西安凤栖原西汉家族墓地”M1墓室中出土的大型木胎彩绘漆箱表面纹饰的数字化虚拟修复.

蒙脱土内养护天然水硬性石灰的水化行为及使用性能研究

石窟寺是我国独具特色的文物类型,具有重要的历史、艺术和科学价值。裂隙是造成石窟寺失稳、渗水、风化等病害产生及发育最为直接的因素。常规外养护灌浆加固的同时,难以解决养护后期深部裂隙缺水导致的收缩开裂及强度不足的问题。文中利用蒙脱土(MMT)对天然水硬性石灰(NHL)进行内养护改性,系统评估固化过程中的水化行为及使用性能。结果表明,MMT掺量为2%时,NHL的内养护效果最好,7 d自收缩仅为空白试样的56.70%,保水性能优异。此外,该试样的28 d抗压强度相比空白试样增加了22.03%。这是由于养护固化全过程中,预储水的MMT在试样内部湿度梯度作用下,不断释放层间吸附水,促进NHL的水化反应,减少自收缩,提高内养护效果。研究结果为石窟寺裂隙的内养护灌浆加固提供了重要的理论与实践基础。

氧化石墨烯对天然水硬性石灰水化及力学性能的影响

石质文物是一类重要的文化遗产,然而裂隙会导致其产生失稳、渗水、风化等病害,因此,开发一种合适的灌浆材料用于石质文物裂隙修复具有重要意义。本文将氧化石墨烯(GO)掺入天然水硬性石灰(NHL2)制备灌浆材料,采用SEM、TG、XRD和FT-IR等测试研究了GO掺量对NHL2水化进程及水化产物的影响,通过力学性能测试和模拟灌浆试验评价了该材料用于石质文物灌浆加固的可行性。结果表明:添加GO可加速NHL2的水化进程,促进规整致密的花状聚集态水化产物的形成;当GO掺量为0.05%(质量分数)时,试样的水化产物含量最多,力学性能最好,28 d抗压强度和抗折强度分别达2.83和1.63 MPa,相比空白试样分别提高了19.91%和23.40%。此外,灌浆材料与砂岩之间具有优异的黏结强度,两者界面结合紧密,兼容性良好。本研究为石质文物的裂隙灌浆加固提供了参考。

白地黑花瓷黑彩的仿制及呈色研究

白地黑花瓷是先民创造性以低品位原料生产的一类绘画装饰瓷,在我国北方地区广为烧造,今天仍然有广泛的市场。其中的黑彩,多选自当地的贫铁矿烧成,但外观受多种因素影响。采用考古实验法,通过古瓷样品的测试分析,确定黑彩的组成与施彩工艺。后选用耀州窑陈炉当地制瓷原料,在电窑中以中性气氛烧成,仿烧了耀州窑白地黑花瓷黑彩;采用X射线荧光光谱仪(XRF)、色度仪、超景深显微镜、X射线衍射仪(XRD)、显微共聚焦激光拉曼光谱仪(Raman)等测试分析探讨了烧成温度、彩料的Fe_(2)O_(3)含量、施釉厚度等黑彩呈色的影响。对比发现,仿烧样品基本达到明代白地黑花瓷黑彩的效果。研究结果有助于深入探讨耀州窑白地黑花瓷的地方特色的形成因素,为进一步认知古代白地黑花瓷的科学内涵及地域特色建立理论与实验基础。

基于凹凸性和转向角的古陶瓷碎片二次匹配算法

碎片拼接是古陶瓷修复的关键工作,针对古陶瓷碎片形状随机、数量大、表面纹理弱且存在局部缺损而导致算法的精度较低、匹配时间较长等问题,提出一种基于凹凸性和转向角的古陶瓷碎片二次配算法。在提取古陶瓷碎片轮廓曲线的基础上,通过先后使用粗匹配和细匹配的二次匹配组合实现碎片的两两精确匹配。一次粗匹配先通过多边形逼近碎片轮廓曲线,以降低轮廓的复杂性,再提取多边形的顶点凹凸性和顶点转向角构建一次轮廓特征集合,最后利用凹凸互补性和遍历顶点对齐的双模态特征初次匹配算法来寻找大致匹配段,并得到粗匹配点集。二次细匹配先随机选取粗匹配点集中的任意相邻两点点对来提取碎片轮廓片段,以减少轮廓点数量并提高算法效率,再计算轮廓片段的轮廓转向角以提取二次轮廓特征集合,最后利用基于粒子群优化的二次匹配来搜索精确匹配段,并得到细匹配点集。实验结果表明,该算法对二维古陶瓷碎片的拼接效果较好,且具有较强的鲁棒性,拼接误差不超过2%,运行时间效率相比已有算法提高了8%~20%。

银沟遗址出土唐至元代青瓷的化学组成与呈色研究

为揭示银沟遗址出土唐到元代青瓷的原料特征与呈色特点,采用光学显微镜、X射线荧光光谱仪、色度仪和紫外-可见光-近红外分光光度计,研究青瓷胎釉的微观结构、化学组成与釉面呈色。研究结果表明:(1)金代青瓷胎中主要氧化物SiO_(2)、Al_(2)O_(3)含量与其他各代有显著差异。唐代到金代胎中呈色元素TiO_(2)、Fe2O3含量逐渐降低,使得胎色从灰黑过渡到灰白。但是元代胎中的铁含量较高,而钛含量偏低,使得胎色偏黄色。(2)宋代青釉中的K2O、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)含量均处于较高的水平,釉高温黏度大,釉中气泡密集并且尺寸不均匀。金代、元代釉中CaO含量较高,釉面多开片。主要呈色元素Fe2O3在唐代青瓷中含量较低,宋代,元代含量较高。(3)五代到元代青瓷釉色从冷色调蓝绿向暖色调黄绿转变,与釉中Fe元素价态和配位的变化有明显关系。

TEA-DEC复掺对天然水硬性石灰早期硬化过程的影响

天然水硬性石灰(NHL)早期强度低、固化慢的特性影响其在石质文物中的广泛应用,提高NHL早期综合性能是一项具有应用价值的研究。三乙醇胺(TEA)是水泥中常用的早强剂,碳酸二乙酯(DEC)是一种高效稳定的CO_(2)吸收剂,文中将两者复掺改性天然水硬石灰浆体,以提高早期硬化反应效率和力学强度。结果表明,复掺改性使TEA与DEC能够发挥出高效的协同作用,促进水化和碳化反应;降低浆体内部的总孔隙率,促使内部更致密、基体结构更稳定;当TEA-DEC复掺参数质量分数为0.3%、0.5%时,综合改性效果最佳,初凝和终凝时间分别缩短了18%和45.5%,力学性能得到明显改善,养护28 d时抗压强度可提高27.3%,相当于欧洲标准中NHL5的强度水平。

原位聚合AMPS吸水树脂改性NHL对砂岩裂隙灌浆性能的影响

天然水硬性石灰(NHL)是在石质文物保护领域极具潜力的灌浆材料,但较低的强度和较高的脆性限制了其应用。采用一步法原位聚合制备了2−丙烯酰胺基−2−甲基丙磺酸(AMPS)吸水树脂,得到AMPS/NHL复合材料;通过XRD、FT-IR、SEM等手段对其进行了表征,通过等温量热仪监测AMPS吸水树脂改性前后NHL的水化放热情况;利用万能试验机测试了固化浆体的力学性能(抗压、抗弯以及黏接强度)。结果表明,AMPS在NHL浆体中产生的针网状结构能够在基体中起到穿针引线的作用,加强浆体内部联系,提高黏结效果,从而显著增强浆体的力学性能。3%的AMPS改性浆体在固化28 d后,抗压强度高达5.37 MPa,较改性前提高了60.7%,黏接和抗弯强度分别提高了12.8%和32.5%。

中国古瓷中钙系釉类型划分标准及其在瓷釉研究中的应用

供助于草木灰Seger式的统计特性,作者给出了钙系釉(包括:钙釉;钙碱釉;碱钙釉)的划分标准.同时,用此标准分析讨论了中国南北方钙系釉的演变规律.

北方出土原始瓷烧造地区的研究

根据南北方出土的原始瓷胎和釉的化学组成、工艺基础、北方出土的原始瓷与本地区陶器和瓷器的关系以及南北方原始瓷的出土情况等多方面信息，对北方出土的原始瓷的产地作了讨论。结果表明：大部分北方出土的原始瓷器应为南方所烧制。

环十二烷在文物保护中的应用进展

由于环十二烷在室温下具有升华性,能够实现可逆去除,并且去除后不会对文物的后续分析和修复产生影响,这一优异性能,使得自1995年环十二烷首次亮相在文物保护领域中后就有了越来越广泛的应用。保护的对象涉及到壁画,纸张,丝织品,陶瓷,彩绘漆器,金属以及考古发掘现场出土的脆弱文物等。首先介绍了环十二烷的物理化学性质,结晶,挥发速度和残留状况。然后,对环十二烷在文物保护领域中已经成功应用的案例进行了综述。最后,对环十二烷的使用安全性进行了总结和概括,发现目前环十二烷的安全性信息并不清晰,建议文物保护工作者在使用的时候需要考虑到环十二烷的安全隐患,采取一定的防护措施。同时,对可能替代环十二烷的一些材料进行了展望。

对应分析在景德镇历代瓷胎配方演变规律研究中的应用

应用对应因子分析技术分析了景德镇历代瓷胎化学成分数据,结果表明,景德镇古瓷胎配方演变过程可分为三个阶段,即五代十国和宋代为第一阶段;元代和明代为第二阶段;清代为第三阶段。瓷石掺和高岭土的制胎技艺始于元代,成熟于明未清初。在第一阶段内,瓷胎基本是由单一瓷石配制而成;第二阶段内,单一瓷石制胎与瓷石掺和高岭土的制胎工艺同时并存;第三阶段内,瓷胎配方几乎完全属于瓷石掺和高岭土的二元配料体系。

原始瓷釉的化学组成及显微结构研究

通过研究我国古代众多原始瓷釉的化学组成和显微结构，进一步肯定了原始瓷釉是在陶器涂层的基础上发展起来的，并将此类釉分为二类：富Ｆｅ＿２Ｏ＿３原始瓷釉及富ＣａＯ原始瓷釉。这两类釉分别是后期黑釉以及青釉发展的基础。早在周代中晚期的富Ｆｅ＿２Ｏ＿３原始瓷釉中已存在液－液分相结构，这是目前所发现的最早分相釉。

不同历史时期耀州窑碗器型结构特征之研究

以耀州窑不同历史时期出土碗的复原图为研究对象 ,用扫描仪输入器型图片 ,并通过切片法对器型结构进行数字化 ,以线性回归方差分析法进行了器型数字化最佳切片数的研究。以多元统计分析法对数字化结果分析得出 :唐、五代及宋代耀州窑碗样品的器型可用判别函数Rb/Rt=0 .385进行辅助断代 ,除此 ,碗的底足与口径显示出明显的时代特征 ,是区分不同时期碗和研究碗器型结构的关键性指标。

石质文物保护用有机硅材料的防开裂问题研究进展

由于石质文物具有特殊的结构,所以易遭受来自环境的侵蚀。有机硅是常用的石质文物保护材料,它作用于基体孔隙,凝胶化,增强矿物粒子间作用力,可提高石质基体耐候性能,起到一定的加固作用。然而,有机硅材料作用在基体上后,在干燥收缩过程中常常发生开裂,这样反而加速石质基体受到的水盐破坏,严重时甚至造成基体的崩解。对有机硅进行化学改性可以在一定程度上抑制这种开裂,如添加弹性链段,添加纳米粒子,通过增大保护材料弹性模量或降低有机硅收缩过程中的毛细应力,可以起到一定的防开裂效果。简要回顾了有机硅运用于石质文物保护的历史,阐述了凝胶化干燥过程中的开裂机理,对近些年来防开裂的探索进行了分析。同时展望了不开裂的复合保护材料的应用前景,为今后的石质文物保护材料研究提供了思路。

中国白瓷和青花瓷的起源研究

在河南巩义白河窑址发现了迄今考古发掘时代最早的白瓷,同时在白河窑和黄冶窑晚唐地层中也发现了若干青花瓷残片,这是目前唯一在窑址发现的唐青花标本,具有十分重要的考古学意义。通过对白河窑北魏青瓷、北魏白瓷和唐代白瓷进行化学组成、烧成温度、显微结构、白度等一系列测试分析,并运用统计分析的手段对数据归纳处理,首次阐明了白瓷在河南巩义起源与发展的演变规律。另外,通过对白河窑和黄冶窑两个窑址出土的唐青花、唐代白瓷、唐三彩以及白釉蓝彩标本的综合测试分析,从科技角度揭示了唐代青花瓷产生所经历的"唐三彩—白釉蓝彩—唐青花"发展过程中的物质基础和技术演变规律,为探讨青花瓷的起源问题提供了科学依据。

添加剂微晶-致密化刚玉瓷结构的研究

采用不同的添加剂复合形式,对刚玉瓷在不同烧成气氛下进行晶粒细化及结构致密化研究。对实验结果进行了XRD、SEM及OM分析,对晶体的长大控制及部分添加剂的作用机理进行了分析探讨。获得了以注浆法成型,高温烧结法合成的高性能刚玉瓷结构。结果显示,在此传统工艺条件下,添加剂的种类、复合方式及其用量对瓷结构有重大的影响。

二氧化钒智能节能材料的溶液法制备与光学性能

VO2智能控温材料由于可随环境温度变化自主调节光波透反射特性,从而可以机敏地调整室内温度,实现冷热双向调节,达到冬天保暖、夏天保冷的效果,而备受关注,成为了下一代智能窗的首选材料。VO2材料研究需要解决以下问题:包括纯相M/RVO2的控制合成;相变温度的降低及其变化温度范围的调控;提高二氧化钒涂层的可见光透过率,以满足建筑的采光要求以及廉价可重复制备方法的开发等。报道了化学溶液制备方法的若干新结果,并指出廉价的化学溶液制备方法可能是VO2智能控温材料产业化应用的重要解决方案。

陶瓷胎中Al_2O_3、Fe_2O_3作用的多元统计分析

用对应分析、聚类分析等多元统计分析方法,讨论 Al_2O_3,Fe_2O_3等氧化物对陶瓷胎样品在高维空间构型的影响。并结合化学观点,提出了这些氧化物的合理分类方法,继而进一步阐明了陶瓷胎式的合理计算方法。

负压封闭引流术治疗胫腓骨开放性骨折合并严重软组织损伤

目的:探讨应用负压封闭引流技术治疗胫腓骨开放性骨折合并严重软组织损伤的疗效。方法:对14例胫腓骨开放性骨折合并严重软组织损伤患者,进行清创及骨折固定后,应用持续负压封闭引流,6～8d后拆除敷料。必要时再次行负压封闭引流,二期植皮。结果:14例患者中5例皮肤回植大部分成活,7例患者使用负压封闭引流术治疗后行二期植皮全部成活,2例患者行三次负压封闭引流技术治疗后植皮全部成活。结论:负压封闭引流技术能有效地封闭创面,彻底清除创面的分泌物和坏死组织,刺激肉芽生长,明显缩短创伤性皮肤软组织缺损的治疗时间,减轻换药痛苦。