秦始皇帝陵及汉阳陵遗址成盐元素及类型研究

综合运用X射线荧光光谱、X射线光电子能谱、X射线粉末衍射等技术对取自秦始皇帝陵、汉阳陵土遗址土样中的成盐元素、成盐类型、盐的晶体结构和类型进行了分析。结果表明,虽然各样品之间存在着显著差异,但样品中多含有Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO24-、NO3-、HCO3-等离子,可溶盐或微溶盐主要为NaCl、Na2SO4、NaNO3、NH4NO3、CaSO4.2H2O、2CaSO4.H2O、CaSO4、Na2Ca5(SO4)6.3H2O。结构分析表明,样品中盐的结晶形态取决于样品的存赋地点和环境。这些结果对研究秦始皇帝陵和汉阳陵土遗址中盐害的形成机理以及建立有效保护和防治体系具有重要指导意义。

秦始皇帝陵土遗址可溶盐特征与脱盐试探

介绍了秦始皇兵马俑可溶盐赋存特征和主要盐害类型特点。土遗址盐害部位主要存在的可溶盐是Na2SO4和Na Cl。除此之外,样品可溶盐中还含有少量钾盐及微量硝酸盐,而微溶盐分主要为Ca SO4以及少量镁盐。Na2SO4对土遗址损害的表现形式与Na Cl有很大不同,它具有超强的穿透、迁移能力及结晶破坏能力,盐害多表现为酥碱、起甲和块状剥落。硫酸盐的破坏与Na2SO4存赋温度、环境温度及湿度的变化密切相关,易引发盐害区域为32.4℃以下的温度区间的温度变化及40%以上的干湿度循环交变。用模拟试块模拟了盐害发生的现象和可溶盐运移规律,并选取半封闭式博物馆遗址秦始皇兵马俑K9901陪葬坑,应用适用于土遗址本体盐害防治的新型脱盐材料进行了脱盐示范试验,取得了良好的脱盐结果。

复合淀粉-丙烯酰胺聚合物在秦始皇帝陵和汉阳陵土遗址脱盐中的应用

制备了一种复合淀粉接枝丙烯酰胺高分子聚合物(St-PAM).经红外光谱、扫描电子显微镜等方法表征发现,淀粉与丙烯酰胺接枝共聚形成具有多层片状、尖锐断面及多重孔道的大比表面积的聚合物.同时,吸水性能测试表明其具有良好的吸水耐盐性能.将材料应用于秦始皇帝陵K9901陪葬坑及汉阳陵地下遗址进行脱盐示范,结果表明,吸水脱盐材料对试验区域表面土层主要成盐离子Ca^(2+)和SO_4^(2-)的移除率分别达到70%和90%左右,对含量较少的其他盐类离子,如Na^+、NO_3^-等也有明显效果.

陶质彩绘文物科学化保护发展成功经验探析

陶质彩绘文物是古代先民留给我们的珍贵的文化遗产,有着重要的历史、艺术及科技价值,我国陶质彩绘文物众多,分布地域广、时间跨度大。目前我国陶质彩绘文物保护技术的发展已经取得阶段性成果,成功解决了几个关键技术难题,一大批陶质彩绘文物得到妥善保护,科学化保护的理念也逐渐树立起来。本文旨在梳理多年来陶质彩绘文物保护技术的发展脉络,总结成功的经验,找寻其逐步规范化、科学化的发展轨迹,探究陶质彩绘文物保护发展的规律,并找出今后要努力的方向。

考古发掘现场文物保护方法和材料的新进展

考古发掘现场文物的安全、科学提取,可以最大限度地揭示并保存出土文物及相关信息的完整性。为科学保护、完整复原以及进一步的研究创造条件,就近些年来出现在考古发掘现场文物提取中的"揭取法"、"套箱法"、"绷带法"、"冻结法"等新的技术和方法,以及用于现场文物提取的"石膏"、"聚氨酯泡沫"、"环十二烷"、"薄荷醇及其衍生物"等新材料进行分析,比较其优缺点和适用范围,以期促进考古发掘现场文物保护技术的提高。

中国文物保护材料专利综论

由涉及文物保护材料的中国专利为切入点,基于《中国专利全文数据库(知网版)》计量统计文物保护材料的中国专利项,分类化提炼研究成果,以期了解我国文物保护材料研发的动态与趋势,为文物保护材料研究人员提供情报检索资料,对文物保护材料专利申请、相关期刊组织优秀稿源提供方向借鉴。

扫描电子显微镜及能谱仪在彩绘文物分析中的应用

本随着科技的发展,越来越多的仪器分析应用于文物保护研究领域,但在实际操作中如何选择正确有效的分析检测方法,并且能够充分的发挥仪器使用价值,是文物研究工作者需要思考的问题。本文通过工作中的实例,介绍扫描电子显微镜和能谱仪在彩绘类文物分析研究中的相关应用,以期在文物分析工作上提供一定的参考和借鉴。

土质文物盐害中硫酸钠的研究--从微观到宏观

土遗址和壁画遗址可溶盐主要为NaCl和Na_2SO_4,其中Na_2SO_4是破坏程度最严重的盐。一般认为,硫酸钠只有在温度、湿度变化时才不稳定,才发生得失结晶水引起的晶型及体积变化。为研究土质文物盐害的形成机制及内在原因,调研了全国几处典型土遗址和壁画遗址的盐害状况并取样分析。分析发现:1)土遗址和壁画遗址中硫酸钠的形貌、结构是动态变化的(无论在任何极端干燥环境甚至真空条件下);2)环境因素如温度、相对湿度的变化只是加剧上述变化进程。硫酸钠结晶析出时,其体积膨胀约4倍。这一系列的过程,深刻影响着硫酸钠的相变复杂性和对依存土质文物本体的破坏性。本工作从微观和宏观两个层面探讨了这些发现,并通过不同盐分(不同浓度氯化钠、硫酸钠)侵蚀破坏模拟试验、不同温度条件下模拟试验、不同相对湿度下模拟试验,从宏观层面印证了上述微观机制在土遗址和壁画遗址本体的外在表现。本研究发现土遗址中硫酸钠的形貌、结构是动态变化的,该工作弥补了以往研究和认识上的局限。本研究将对阻止、延缓及预测土质文物盐害的发生、发展提供科学参考。

土质文物本体中硫酸钠与氯化钠迁移速率的模拟研究

以土质文物本体为模拟对象,采用土柱实验的方法,对比研究了由敦煌土制备的土柱中氯化钠(NaCl)和硫酸钠(Na_2SO_4)在土柱中的迁移速率,计算得到了氯化钠和硫酸钠在土柱中的表观迁移速率。在各种运移方式中,氯化钠的表观迁移速率均较硫酸钠大。氯化钠和硫酸钠在重力作用下自上而下运移时的表观迁移速率较自下而上饱和自然吸附运移时大。SO_4^(2-)受土质胶体的吸附作用大,加之硫酸钠晶型结构多变,其溶解度随温度升高变化剧烈。上述多重因素在温度交变、干湿循环等环境因素作用下,既导致了硫酸钠在土柱中的运移速率的下降,又同时对土柱造成严重粉化和结构破坏,进而影响到土质文物本体的保护。

汉阳陵帝陵外藏坑保护展示厅遗址区的微环境及气溶胶理化特征

为评价汉阳陵帝陵外藏坑保护展示厅内文物保存大气环境的历史演变,本研究于2013-2014年度冬夏两季,对展示厅玻璃护围内(遗址区)、外(游客通道)的大气环境进行了监测与采样分析。结果显示,玻璃护围内存在温、湿度的季节性波动;遗址区PM_(2.5)质量浓度的夏季均值为18.414.6μg·m^(-3),冬季均值为28.0±18.9μg·m^(-3),遗址区与游客通道的I/O比值为0.62±0.23。仅在室外重度灰霾污染后,遗址区浓度高于游客通道。遗址区内气溶胶偏酸性,冬季酸性强于夏季。PM2.5各化学组成中有机物所占比例最高(42%~51%),二次无机离子(SO_4^(2-)与NO_3、NH_4^+之和)夏季占PM_(2.5)的37%,冬季占23%。遗址区内的文物依然面临微环境波动、气溶胶酸性和水溶性组分的物理与化学风化威胁。

文物材料原子光谱分析标准样品应用进展

原子光谱分析法在文物材料研究分析中应用广泛,由于该法属于相对分析法,需要使用相应标准样品对分析仪器进行校准以获得理想的分析结果,分析质量控制和数据质量评价也离不开标准样品,因此标准样品对于文物材料原子光谱分析具有重要意义。该文对文物材料原子光谱分析标准样品的分类及应用进展进行了综述,对未来该领域的发展提出了建议。

西安出土唐代墓葬壁画的分析研究

西安南郊发现了4座时代序列明显的唐代墓葬,分属初、盛、中、晚唐。墓葬中绘有精美壁画,是研究唐代不同历史时期墓葬壁画制作工艺和设色风格的珍贵实物资料。采用超景深显微分析、偏光显微分析(PLM)、拉曼光谱分析(RamanSpectra)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)、热裂解气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)等多种手段,分析确定4座唐墓壁画颜料层材质相似,红色为铁红或朱砂,黄色以土黄为主,黑色为炭黑,颜料层应为矿物颜料与动物胶混合而成。制作工艺具有时期特征,初唐壁画无泥质地仗,为白灰、颜料层2层工艺,白灰层采用石灰加砂的无机“三合土”配方作为打底层;中、盛、晚唐壁画为泥质地仗、白灰层、颜料层3层工艺,以麦草泥层为地仗层、石灰层为底色层。在晚唐壁画中发现了少见的钒铅矿作为黄色颜料,是继西安理工大西汉墓壁画、盛唐韩休墓壁画外又一应用实例,表明该材料使用时间至少延续至晚唐,为该颜料的应用历史研究提供了重要资料。本次分析研究也为壁画保护修复提供了科学依据。

甘肃武威慕容智墓出土彩绘骑马俑地保护修复

甘肃武威岔山村慕容智墓是迄今为止发现最完整的吐谷浑王族墓葬,墓葬出土有31件彩绘骑马俑,其色彩艳丽,造型各异,具有极高的艺术文化价值。由于受埋藏环境、制作工艺、保存环境、人为等因素的影响,彩绘骑马俑已严重破损,故需尽快对该批彩绘骑马俑进行保护修复。使用探伤仪、扫描电镜、色差仪、压汞仪等仪器,对文物表面病害,内部结构进行了表征,通过文献调研与实验研究确定修复材料及修复步骤。结果表明使用去离子水、2A(去离子水:无水乙醇=1∶1)、3A(去离子水:无水乙醇:丙酮=1∶1∶1)作为清洗材料,2%Paraloid B72(乙酸乙酯为溶剂)作为彩绘加固材料进行保护修复。彩绘骑马俑强度得到了提高,内部结构未发生明显变化,文物表面彩绘颜色外观未发生明显变化,达到了预期保护目标。

硫酸盐与氯化物对壁画的破坏性对比研究--硫酸钠超强的穿透、迁移及结晶破坏力证据

莫高窟壁画酥碱病变的可溶盐主要为NaCl和Na2SO4,其中Na2SO4是破坏性最严重的盐。为此,以莫高窟壁画典型盐害为模拟对象进行仿真试验研究,重点研究Na2SO4盐在温度交变、干湿循环作用下对砂砾岩、地帐层的剥蚀破坏和强度的影响。结果表明,Na2SO4具有超强的穿透、迁移能力及结晶破坏能力,其结晶行为机理及壁画损害表现形式与氯化钠有很大不同。Na2SO4引起的试块膨胀和剥蚀破坏随着Na2SO4浓度和干湿循环次数的增加明显增大。气象条件中,32.4℃以下的温度区间的温度变化及40%以上的干湿度循环交变,是造成病害加剧的主要因素。盐涨试块强度测试表明,盐的结晶对壁画基体材质砂砾岩的强度损害是非常大,常见不可逆的粉末状酥碱及粒状剥离。研究结果可为正确保护壁画作理论探索时参考。

NaCl盐的结晶形态及在莫高窟壁画疱疹病害中的作用

盐溶解、结晶作用造成的疱疹病害是引起敦煌莫高窟壁画颜料脱落的重要原因。对导致盐害的主要成分及其存在形态和作用机理进行了深入研究。微观上可溶盐(NaCl、Na_2SO_4、CaCl_2)和微溶盐(CaSO_4)结晶以小晶粒或者包裹一些非晶体物质团聚态的形态赋存在壁画孔隙中,盐结晶的聚集体一般呈立方体或近立方体状。病害的形成是由于可溶盐和微溶盐之间的溶解-结晶相互作用。Na_2SO_4结晶或水合物收缩孔隙,降低了NaCl结晶对孔隙的局限压。

熊家冢含盐情况调查与分析

可溶盐在一定温湿度条件下在土遗址基体反复溶解—结晶是造成土遗址本体病害的主要原因。本文考察了荆楚故地大型古墓熊家冢土遗址本体的含盐情况,对土遗址取样并进行XRF、XRD、XPS、TEM及离子色谱等方法表征并分析其盐分种类及含量,结果表明,熊家冢实验区域取样基底土中主要含有的成盐阳离子有Na^+、K^+、Mg^(2+)、Ca^(2+)等,阴离子有SO_4^(2-)、NO_3^-、Cl^-等,其中Cl^-含量较少。遗址基体中盐分主要以钙芒硝及水合氯化钙形式存在着。熊家冢土遗址取样与所含盐分分析为其遗址保护提供了必要的参考与基础。

三门峡虢季墓遗址盐害分析与调查

针对三门峡虢季墓遗址部分区域存在起甲、泛白、疱疹等由可溶盐引起的病害,在其遗址不同部位取样进行土遗址本体含盐分析.取样区域包括虢季墓、梁姬墓和近代墓遗址.采用X射线荧光光谱(XRF)和离子色谱(IC)分析所取样品的可溶盐成分、含量及可溶盐成盐元素在土遗址中的成盐规律.采用电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)分析样品的物相组成及盐分状态,扫描电子显微镜/能谱(SEM/EDS)进一步考察含盐土质的颗粒组成、微观形貌等.结果表明:虢季墓取样区域所含盐分主要为Na_2SO_4、CaCO_3和少量的其他盐分如CaCl_2、KNO_3和NaCl等.靠近地面部位所取样品盐分含量高于其他部位,盐害表现更为明显.梁姬墓取样区域总盐分含量略高于虢季墓与近代墓,硝酸盐含量较高.而近代墓遗址可溶盐盐分含量略低,盐害不明显.在不同取样点可溶盐含量有所差异,但在邻近区域,其成盐具有一定规律性,这一点对于遗址基体中盐害的深入研究与防治具有重要意义.

中国古代墓葬壁画制作工艺初步研究

壁画是人类历史上较早的绘画形式之一,顾名思义即绘在壁上的画。按其表现形式,壁画可分为宫廷壁画、墓葬壁画、古建壁画、石窟壁画等。本文采用光学显微镜、拉曼光谱和扫描电镜对多个地区的墓室壁画样品进行了分析和研究,分析结果显示这些墓葬壁画采用的颜料包括无机矿物颜料和植物颜料,特别在秦汉的墓葬壁画中使用了中国紫,其他时代的墓葬壁画中未见紫色颜料的使用;地仗层主要使用草拌泥地仗层,部分墓葬壁画没有地仗层,工匠直接在凿磨过的石板上涂刷粉底层,粉底层一般为白色,成分为石膏或白灰,也有些壁画没有粉底层。

老山汉墓土遗址盐分调查与分布规律探索

老山汉墓土遗址中可溶-微溶盐导致遗址表面酥碱、起甲、泛白和块状脱落等病害较为严重.利用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及离子色谱(IC)等方法测定了老山汉墓遗址不同取样位置及距遗址表面不同深度处可溶盐的成分及含量,并分析了盐分对遗址破坏的可能机制.结果表明,该遗址的主要有可溶盐有Na2SO4、Na2SO4·10H2O、Na Cl、Na12Mg7(SO4)13·15H2O,微溶盐有Ca SO4、Ca SO4·2H2O,此外还含有少量的Ca Cl2、KNO3、KCl、Mg Cl2、K2SO4、Mg SO4等盐分.随着取样深度增加,各盐分的种类及含量有所减少,此分布规律可能与可溶盐的赋存环境及水分运移有关.试验结果对于老山汉墓土遗址的保护措施具有一定的参考价值.

玉皇庙山戎墓土遗址的盐分调查研究

玉皇庙山戎墓土遗址中可溶-微溶盐导致的遗址表面酥碱、起甲、泛白和块状脱落等病害较为严重。本文利用X射线荧光光谱(XRF)、离子色谱(IC)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电镜(TEM)等分析方法测定了玉皇庙山戎墓土遗址不同位置取样点及距遗址表面及不同深度处样品中可溶盐的成分及含量,并分析了盐分对遗址的破坏可能机制。结果表明,该遗址的样品中主要的可溶盐是Na_2Ca(SO_4)_2、Na_2SO_4、NaCl,微溶盐主要是CaSO_4和CaSO_4·2H_2O,此外还含有少量的CaCl_2·6H_2O、KNO_3、KCl、MgCl_2、K_2SO_4和MgSO_4等。随着取样深度增加,样品中各盐分的种类及含量有所减少,此种分布规律可能与可溶盐的赋存环境及水分运移有关。这些结果对于玉皇庙山戎墓土遗址的保护具有一定的参考价值。