基于便携式地物高光谱仪的文物材料分析研究进展

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作者 王聪 Mara Camaiti +2 位作者 刘呆运 铁付德 曹颐戬 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1218-1226,共9页

文物承载着灿烂文明,传承着历史文化,是全人类的宝贵遗产。由于文物不可再生的珍贵性,以及最少干预的文物保护基本原则,无损分析技术始终是文物制作工艺研究、劣化机理及保护修复研究中材料分析的最主要技术手段。因此,研发、应用新型... 文物承载着灿烂文明,传承着历史文化,是全人类的宝贵遗产。由于文物不可再生的珍贵性,以及最少干预的文物保护基本原则,无损分析技术始终是文物制作工艺研究、劣化机理及保护修复研究中材料分析的最主要技术手段。因此,研发、应用新型无损分析技术是文物保护利用的重要研究方向。近年来,源于遥感领域的便携式地物高光谱仪在文物材料分析中展现出强大应用潜力,并且已在石质古建筑、绘画等文物修复中成功应用。作为一种无需采样的非侵入式光谱技术,便携式地物高光谱仪可在极短时间获取一个涵盖可见光-近红外-短波红外波段(350~2500 nm)的全波段、高分辨率反射光谱。同时,其便携程度很高,对工作环境、光源等无特殊要求,可在野外文物或遗址现场原位使用。此外,在采集光谱数据的同时还可通过遥感技术实现数据的远程传输和分析。上述技术特点使其在文物材料分析中具有独特的应用优势。以光谱技术的基本原理为基础,首先介绍了目前文物材料分析中常用便携式地物高光谱仪的设备型号及其性能指标;其次细致梳理了近十年来其在有机质/无机质文物材料定性和定量分析、文物保护材料分析,以及文物修复原位、实时监测等方面的应用现状;之后深入探讨了谱图预处理的规范和建立标准波谱库等两个影响该技术应用效果的关键问题;最后展望了该技术的发展趋势,预期在脆弱有机质文物分析、多种分析技术联合应用和定量分析研究方面前景广阔。 展开更多

关键词 地物高光谱仪 文物 材料分析 无损分析

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岩鸽排泄物对壁画损害特征研究

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作者 牛贺强 王卓 +3 位作者 善忠伟 陈章 赵雪芬 武发思 《文物保护与考古科学》 北大核心 2024年第2期93-102,共10页

鸟类排泄物是造成石窟寺壁画、彩塑污染的主要因素之一,科学剖析鸟类排泄物对壁画的损害特征是此类污染物有效清除的前提。本研究利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、X射线衍射(XRD)等方法分析了炳灵寺石窟壁画... 鸟类排泄物是造成石窟寺壁画、彩塑污染的主要因素之一,科学剖析鸟类排泄物对壁画的损害特征是此类污染物有效清除的前提。本研究利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、X射线衍射(XRD)等方法分析了炳灵寺石窟壁画表面岩鸽排泄物成分,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、便携式显微镜、偏光显微镜(PLM)表征了鸟类排泄物对模拟壁画的微观损害特征。结果表明,岩鸽排泄物成分主要由尿酸、纤维素、多肽类有机物,以及以石英为主的无机盐组成。排泄物造成壁画覆盖污染、颜料层和地仗层侵蚀、颜料颗粒间原始粘附结构破坏,导致颜料层起甲、脱落,可溶盐活动及其他生物侵蚀。研究结果对于古代壁画的科学保护与修复具有指导意义。 展开更多

关键词 古代壁画 岩鸽排泄物 排泄物成分及危害 损害特征

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陇东地区砂岩石窟病害区域特征研究

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作者 孙满利 曹张喆 +2 位作者 沈云霞 尚雪健 罗怡 《文物保护与考古科学》 北大核心 2024年第6期149-163,共15页

陇山以东、子午岭以西的甘肃陇东地区保存有大量砂岩石窟,受自然、人为因素的影响,石窟病害类型多样。以省级以上文物保护单位为样本,通过系统调查,将陇东地区砂岩石窟按照地貌地形特征分为泾河流域、平定川地区和六盘山地区三个区域。... 陇山以东、子午岭以西的甘肃陇东地区保存有大量砂岩石窟,受自然、人为因素的影响,石窟病害类型多样。以省级以上文物保护单位为样本,通过系统调查,将陇东地区砂岩石窟按照地貌地形特征分为泾河流域、平定川地区和六盘山地区三个区域。岩体失稳病害、水蚀病害和浅表层风化病害在研究区砂岩石窟皆有发育。泾河流域岩体失稳病害主要表现为卸荷裂隙、节理发育,存在崩塌、滑坡类边坡失稳问题,崩塌规模一般较大,大型洞窟存在洞顶塌落病害;水蚀病害水蚀病害类型多,规模大,以窟内渗水、窟内潮湿和崖面冲蚀三类病害为主;浅表层风化病害较发育,表面粉化剥落、表面泛盐、表层结壳剥落及孔洞状风化普遍存在,其次为生物病害,主要体现为微生物及地衣苔藓覆盖。平定川地区石窟岩体失稳病害主要为小块危岩体掉落及窟顶塌落病害;水蚀病害类型多、规模小,以窟内渗水、窟内潮湿、岩体潮湿、坡脚冲蚀为主;浅表层风化病害较为发育,以表面粉化剥落、风化掏蚀最为显著。六盘山地区石窟岩体失稳病害不发育,卸荷裂隙、节理数量较少,存在洞顶崩塌病害;水蚀病害相对不发育,以崖面冲蚀为主,有少量窟内渗水;浅表层风化病害发育类型少,以表层结壳剥落及表面不均匀变色两类病害最为突出。研究结果对指导该地区石窟保护研究与规划有着重要意义。 展开更多

关键词 陇东 砂岩石窟 病害特征 区域规律

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徐州土山二号汉墓中白灰材料的科学研究

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作者 李婷 王茜蔓 +5 位作者 贺康特 刘妍 杨富巍 鹿瑞聪 赵晓伟 张坤 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1661-1667,共7页

徐州土山二号墓是近年来发掘的一座重要的东汉早期诸侯王级墓葬,并成功入选2020年度全国十大考古新发现。该墓葬属于砖室墓,墓葬中多处、大量使用白灰的情况为同时期墓葬中所罕见,代表着当时高度发达的白灰生产和应用的工艺水平。白灰... 徐州土山二号墓是近年来发掘的一座重要的东汉早期诸侯王级墓葬,并成功入选2020年度全国十大考古新发现。该墓葬属于砖室墓,墓葬中多处、大量使用白灰的情况为同时期墓葬中所罕见,代表着当时高度发达的白灰生产和应用的工艺水平。白灰是中国古代应用最为广泛的胶凝材料之一,但目前针对它的科学研究仍存在着较大的空白。为深入探究土山二号白灰的成分和功用,对该墓中白灰的使用情况进行了调查,并利用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)、扫描电镜显微观察(SEM)、碘淀粉实验和多孔材密度、孔隙率、吸水率测试、X射线荧光光谱分析(XRF)等多种技术手段对各类白灰样品进行了分析测试。研究结果显示,土山二号墓中的所有白灰样品均由天然石灰石经人工煅烧后生成,且没有添加骨料成分,反映出汉代时古人烧制石灰的工艺已经十分纯熟;白灰的原材料都来源于利用徐州本地青石类高钙天然材料烧制的石灰,碳酸钙含量到达了85%以上,说明当时在煅烧石灰时已经具有优选原材料的意识;石灰在墓中具有多种用途,包括墓室砖石墙体的砌筑灰浆、墓室踢脚线和顶券的装饰抹灰及棺内墓主尸身下防腐吸潮的衬灰等,说明当时人们已经对石灰的性质有了相当的了解并能够将之善加利用;样品由于与外界自然环境接触,发生了明显的侵蚀和风化,亟需进行加固保护处理。该研究对于了解中国东汉时期古人对石灰性能的认识及其在生产生活中的应用等科技文明发展状况具有重要意义,也为后续相关文物的保护提供了科学的参考。 展开更多

关键词 土山汉墓 白灰 分析测试 科学研究

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北白鹅墓地出土席状编织物的鉴别与研究

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作者 卢蕾 温睿 +2 位作者 李仁 吴妍 南普恒 《文物保护与考古科学》 北大核心 2024年第6期111-118,共8页

墓葬中出土的植物编织物属于有机质文物,通常保存状况极为不佳,通过有机残留物分析确定其材质是后续保护与价值认知的基础。本研究以北白鹅墓地M1020青铜簋上附着的席状编织物为对象,通过纤维显微观察、植硅体分析、液相色谱质谱联用分... 墓葬中出土的植物编织物属于有机质文物,通常保存状况极为不佳,通过有机残留物分析确定其材质是后续保护与价值认知的基础。本研究以北白鹅墓地M1020青铜簋上附着的席状编织物为对象,通过纤维显微观察、植硅体分析、液相色谱质谱联用分析等三种方法进行检测分析,结果表明考古样品的生物来源为芦苇。将其与《礼记·丧大记》和《仪礼·既夕礼》等历史文献相对应,并与考古发掘现场的实际情况相结合,推断出该考古样品的性质是用于丧葬场合的苇席,代表着墓主人“士”阶级的身份,且处于椁盖板下棺盖板上作抵御尘土的抗席之用,在整个下葬过程中扮演过重要角色。研究结果提供了春秋早期丧葬用席的实物证据,有助于了解当时的丧葬制度,也为周王朝东迁后社会景观的复原提供了一个切入点。 展开更多

关键词 编织 纤维显微观察 植硅体 液相色谱-质谱 北白鹅墓地

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沉船饱水考古木材内外部位降解特征研究

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作者 李仁 张治国 +3 位作者 金涛 孙满利 铁付德 殷亚方 《文物保护与考古科学》 北大核心 2024年第6期91-102,共12页

为探究沉船考古木材内外部位的降解特征,选择“小白礁Ⅰ号”沉船遗址出水的一件饱水考古木材样品,通过分区取样获得其剖面“外层”与“内核”部位的样品。经鉴定样品为龙脑香属(Dipterocarpus sp.)木材,并进一步采用光学显微镜(OM)、扫... 为探究沉船考古木材内外部位的降解特征,选择“小白礁Ⅰ号”沉船遗址出水的一件饱水考古木材样品,通过分区取样获得其剖面“外层”与“内核”部位的样品。经鉴定样品为龙脑香属(Dipterocarpus sp.)木材,并进一步采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR)和动态水蒸气吸附(DVS)等方法综合分析考古木材内外部位的降解差异。结果表明,外层木材最大含水率(MWC)高达687%,内核木材MWC为246%。外层木材所有类型细胞均降解,而内核木材部分木纤维细胞保存完好,呈现被侵蚀细菌降解的模式。SEM形貌分析显示外层木材细胞壁具多孔“海绵”结构。FTIR确定了外层木材细胞壁残余化学组分主要为木质素,而内核木材保留了部分纤维素,结合主成分分析(PCA)表明纤维素是判别外层与内核木材降解差异的特征化学组分,层次聚类分析(HCA)判定样品剖面存在降解过渡区。DVS分析发现外层木材吸湿平衡含水率高于内核木材,借助H-H模型拟合吸附等温曲线,进一步揭示外层与内核木材的水分吸附性能差异与细胞壁化学组分及孔隙结构有关。综合分析方法阐释了“小白礁Ⅰ号”沉船饱水考古木材非均一性降解特征,实现了木材内外部位保存状况的准确判定,为饱水木质文物的保护及利用积累了科学基础数据。 展开更多

关键词 饱水考古木材 小白礁Ⅰ号 降解特征 木材细胞壁 水分吸附性能

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彩绘文物中蛋白类混合胶料的相互作用与稳定性研究

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作者 李昱珩 杨璐 葛若晨 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1946-1951,共6页

皮胶、蛋类和奶类作为彩绘文物中常见的胶结材料,在我国古代存在混合使用的工艺。为探究这类混合胶料体系内部各组分的相互作用与其在光热老化条件下的稳定性,深入了解彩绘文物的劣化机理,使用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪以及热重... 皮胶、蛋类和奶类作为彩绘文物中常见的胶结材料,在我国古代存在混合使用的工艺。为探究这类混合胶料体系内部各组分的相互作用与其在光热老化条件下的稳定性,深入了解彩绘文物的劣化机理,使用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪以及热重-差示扫描量热仪等分析方法,对鸡蛋-皮胶、牛奶-皮胶与牛奶-鸡蛋三种混合胶料的稳定性与蛋白质二级结构进行了表征。结果表明,以上胶料经过混合后,热稳定性与光稳定性相较单一胶料均显著升高。红外光谱显示,样品经过老化之后谱峰加宽,波数范围位于1600~1700 cm^(-1)之间的蛋白质特征谱带酰胺Ⅰ带向低波数方向移动。酰胺Ⅰ带高斯拟合结果显示,随着混合比例的变化,混合胶料中有序结构的含量呈现出先升后降的趋势,在有序结构含量最高的样品中,无规卷曲结构含量也达到较低的水平。同时,鸡蛋-皮胶的混合比例介于1∶1~1∶2之间时,有序结构的含量高于任意单一胶料,最高可达64.87%,其稳定性最强。经过老化的胶料蛋白质二级结构含量均发生变化,有序的α-螺旋结构整体呈现下降趋势,无规卷曲结构则明显上升,而几种混合胶料α-螺旋结构的含量依旧高于单一胶料,可见混合胶料具有更强的稳定性。热重分析结果同样表明,老化前后混合胶料的热稳定性均高于单一胶料,推测是因为混合体系中蛋白质与蛋类、奶类中的脂质相结合,蛋白质与脂质的相互作用进一步促进了蛋白质结构稳定性的提升。本研究从稳定性的角度分析了彩绘文物中的混合胶料,为研究古代胶料的老化机理和保护方法提供了参考。 展开更多

关键词 蛋白质二级结构 混合胶料 红外光谱分析 热重分析

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书画修复中可替代明矾的施胶沉淀剂筛选研究 被引量：4

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作者 何秋菊 王丽琴 +1 位作者 王菊琳 许昆 《文物保护与考古科学》 北大核心 2021年第2期41-51,共11页

明矾是我国传统书画修复装裱中一种极其重要的材料,但明矾水解析出酸,会促使纸张纤维素发生酸性水解。研究对比了明矾和水解后具有高阳离子电荷的6种沉淀剂对宣纸施胶前后的pH值、疏水性、色差、力学性能变化和对国画颜料的固色效果,利... 明矾是我国传统书画修复装裱中一种极其重要的材料,但明矾水解析出酸,会促使纸张纤维素发生酸性水解。研究对比了明矾和水解后具有高阳离子电荷的6种沉淀剂对宣纸施胶前后的pH值、疏水性、色差、力学性能变化和对国画颜料的固色效果,利用扫描电镜(SEM)和衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)测试宣纸施胶后的化学键合状况(包括沉淀剂与胶料、纤维),结合高场^(27)Al核磁共振波谱(^(27)Al-NMR)测试了纸张施胶中铝盐沉淀剂的水解聚合形态,及其与胶料混合后对宣纸表面化学形态变化的影响。结果表明,白色聚合氯化铝(PAC)施胶宣纸pH值可达到7以上,作为沉淀剂的施胶液处理后的宣纸具有一定的疏水性,湿热老化过程中具有较高的耐折度和抗张强度,色差变化小,对颜料固色效果好。SEM分析表明,白色PAC可使胶料分布较均匀,能在一定程度上包覆、填充宣纸纤维和孔隙。^(27)Al-NMR、ATR-FTIR及固化性能分析表明,PAC多核铝[AlO_(4)Al_(12)(OH)_(24)(H_(2)O)12]^(7+)(Al_(13))含量相对较高,对明胶也具有促干剂作用,可和胶料产生键合,形成网状络合物,适合替代明矾作为施胶沉淀剂。 展开更多

关键词 书画 修复 明矾 施胶沉淀剂 聚合氯化铝

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新疆阿勒泰地区早期铁器时代铜器的科学分析研究

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作者 刘成 刘杨幸和 +1 位作者 卓娅·巴合提 郑颉 《文物保护与考古科学》 北大核心 2022年第4期10-20,共11页

阿勒泰地区位于新疆的最北端,与欧亚草原之间存在丰富的文化交流,而冶金技术的发展与人类文明紧密相关,为探究新疆阿勒泰地区的冶金发展情况,选取9件草原游牧文化的代表性器物--铜鍑和马具,使用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线能谱... 阿勒泰地区位于新疆的最北端,与欧亚草原之间存在丰富的文化交流,而冶金技术的发展与人类文明紧密相关,为探究新疆阿勒泰地区的冶金发展情况,选取9件草原游牧文化的代表性器物--铜鍑和马具,使用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线能谱仪及双通道电感耦合等离子体发射光谱仪,对16个样品进行金相组织分析和成分分析,并探讨其制作技术特征。研究发现阿勒泰地区的早期铁器时代铜器普遍采用范铸工艺,其成分主要为红铜、砷铜、铅砷青铜。该分析结果为研究新疆阿勒泰地区的冶金发展提供了重要参考。 展开更多

关键词 新疆阿勒泰 铜鍑 成分分析 金相组织

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辽宁义县奉国寺主殿壁画彩绘胶料的气相色谱质谱联用分析研究 被引量：1

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作者 黄建华 杨璐 +2 位作者 刘成 陈欣楠 张志新 《文物保护与考古科学》 北大核心 2021年第5期85-92,共8页

奉国寺又名七佛寺、大佛寺,作为“辽代木构建筑”的重要组成部分,是我国第一批全国重点文物保护单位。奉国寺主殿山墙内壁绘有大幅通顶元代壁画,画面内容为须弥山座佛像。该壁画规模宏大、艺术水准高,是研究元代绘画艺术的珍贵实物资料... 奉国寺又名七佛寺、大佛寺,作为“辽代木构建筑”的重要组成部分,是我国第一批全国重点文物保护单位。奉国寺主殿山墙内壁绘有大幅通顶元代壁画,画面内容为须弥山座佛像。该壁画规模宏大、艺术水准高,是研究元代绘画艺术的珍贵实物资料,具有极高的艺术价值和历史价值。胶料是壁画彩绘层的重要组成部分,对壁画的安全保存起着至关重要的作用,同时胶料种类的鉴别也是壁画保护修复的基础。对奉国寺壁画彩绘的已有研究主要集中于颜料分析,对其胶料种类的研究至今尚未见报道。本研究以奉国寺元代彩绘壁画作为研究对象,采用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)法,利用该方法的高分离效率、高灵敏度、低检出限的特性分析了编号为FGS-1、FGS-2和FGS-3的壁画彩绘层样品胶料的氨基酸组成,并结合因子分析法对分析获得的多维数据矩阵进行降维处理,进而实现了奉国寺壁画颜料层胶料种类的鉴别。研究发现,古代常用的三种蛋白类胶料的氨基酸组成特征分别为:动物胶具有特殊的氨基酸——羟脯氨酸,同时含有较多的甘氨酸;牛奶的谷氨酸含量较高,且丙氨酸含量较低;鸡蛋中天冬氨酸含量较高,且脯氨酸含量较低。将文物样品的分析结果与上述特征比较,发现3件文物样品的氨基酸组成接近动物胶特征,即均含有羟脯氨酸(Hyp),且甘氨酸(Gly)含量较高。通过因子分析发现,文物样品的因子得分散点虽落在了动物胶区域,但处于边缘,甚至有脱离动物胶类别的趋势。借助因子载荷矩阵发现,造成这一现象的原因是文物样品中Hyp含量远小于动物胶参考样品。Hyp易因老化而减少,其老化方式之一是脱羟基变为脯氨酸(Pro);Hyp还会在特定酶和氧气的作用下转化为羟谷氨酸,进而脱羟基变为谷氨酸(Glu)。FGS-2中Pro的高含量可能是其Hyp脱羟基老化的结果。而FGS-1和FGS-3中Glu的较高含量可能是发生了Hyp酶促氧化反应的结果。基于文物样品的氨基酸分析结果,结合相关氨基酸的老化模式,得出了3件文物样品的胶料种类为动物胶,且发生明显老化,其中FGS-1和FGS-3很可能曾经滋生过某种微生物的结论。研究结果为深入了解奉国寺元代壁画制作工艺提供了重要资料,同时为该类文物保护修复材料的选择提供了依据。 展开更多

关键词 奉国寺 壁画 彩绘胶料 气相色谱质谱联用分析

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红外光谱在文物保护中的应用介绍 被引量：8

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作者 孙凤 李依林 +1 位作者 马彦妮 吕佳昕 《文物保护与考古科学》 北大核心 2019年第6期112-117,共6页

文物信息的提取与研究对于揭示古代遗物包涵的人类社会、文化等历史信息有着举足轻重的作用:一方面可以了解古代的工艺技术特征,探寻文物制作技术起源及其发展历程;另一方面可以进行病害调查分析,为保护文物提供有价值的信息。本工作以... 文物信息的提取与研究对于揭示古代遗物包涵的人类社会、文化等历史信息有着举足轻重的作用:一方面可以了解古代的工艺技术特征,探寻文物制作技术起源及其发展历程;另一方面可以进行病害调查分析,为保护文物提供有价值的信息。本工作以红外光谱技术为出发点,细致梳理了目前红外光谱在文物保护中的应用,包括无机质文物中青铜器、土壤、颜料、珠宝玉石,有机质文物中纸张、丝织品、彩绘胶料、有机残留物,以及保护材料。提出该技术具备应用范围广、特征性强、无损或微损样品、不受样品物态限制等优势,但同时不适合分析含水样品、定量分析时误差大、解析图谱时依靠经验等局限性。揭示显微红外光谱技术在无损分析文物方面的广大前景,为文物保护研究与实践提供参考和借鉴意义。 展开更多

关键词 红外光谱 有机质文物 无机质文物 分析鉴定 研究综述

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旬邑上庙遗址出土马具附着有机残留物的科学研究 被引量：1

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作者 李昱珩 杨璐 +1 位作者 葛若晨 豆海锋 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第2期46-51,共6页

为研究我国古代马具的发展及工艺,使用红外光谱仪、扫描电子显微镜,对旬邑上庙遗址出土的一副南北朝至初唐时期马具中青铜卡带背面附着的多层有机残留物进行检测。结果显示:黑色残留物为动物皮革,老化严重,已无法判断种属及鞣制工艺;下... 为研究我国古代马具的发展及工艺,使用红外光谱仪、扫描电子显微镜,对旬邑上庙遗址出土的一副南北朝至初唐时期马具中青铜卡带背面附着的多层有机残留物进行检测。结果显示:黑色残留物为动物皮革,老化严重,已无法判断种属及鞣制工艺;下层残留纺织物为大麻纤维平纹编织而成,其经纬线差异显著,编织密度较低。二者共同构成该件马具之鞦。研究首次发现,马具上各青铜部件间系带使用了纺织品包裹皮革的制作工艺,可见当时马具的发展已初步成熟,人们充分认识到大麻制品及动物皮革作为马具系带的特征优势,并能将二者结合使用。研究结果可为南北朝至隋唐时期中原地区马具的研究提供线索,并为该类文物的保护修复提供参考。 展开更多

关键词 古代马具 纺织品 皮革 红外光谱

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白灰面-草拌泥地坪——西头遗址新石器时代复合建筑材料科学研究

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作者 王茜蔓 李婷 +6 位作者 严景臣 杨富巍 刘妍 先怡衡 张坤 唐丽雅 陈欣楠 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2514-2522,共9页

西头遗址位于陕西省咸阳市旬邑县,是一处包含了自新石器时代到明清时期丰富遗存的人类文化遗迹。在该遗址的上西头村和南头村发掘点中发现了许多新石器时代的窑洞式房址,且部分房址的地坪为“白灰面-草拌泥”复合建筑材料,保存较为完整... 西头遗址位于陕西省咸阳市旬邑县,是一处包含了自新石器时代到明清时期丰富遗存的人类文化遗迹。在该遗址的上西头村和南头村发掘点中发现了许多新石器时代的窑洞式房址,且部分房址的地坪为“白灰面-草拌泥”复合建筑材料,保存较为完整。本文首先采用了体视显微镜、偏光显微镜、超景深显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对“白灰面-草拌泥”地坪的结构进行了显微观察,为进一步解决样品的制作材料、制作工艺分析和技术原理等问题,又利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重差热分析仪(TGA-DSC)、能谱仪(EDS)等多种分析手段对“白灰面”、草拌泥以及“白灰面-草拌泥”交界面进行了成分的分析检测。研究结果表明:“白灰面”主要成分是二氧化硅和由料礓石烧制后经过碳酸化反应生成的碳酸钙;“白灰面”有三层,应是经过三次涂抹叠加而成,每层白灰面厚度都基本一致且均不超过1 mm;“白灰面”的基底是草拌泥,其中的秸秆纤维起加筋强化和抑制开裂作用;涂抹“白灰面”时,石灰水渗入草拌泥中而氢氧化钙发生碳酸化反应产生了碳酸钙,有助于草拌泥结构的稳定性和强度;“白灰面”和草拌泥两种建筑材料至今仍结合紧密,两者之间仅有10~20μm的间距,说明至少在新石器时代晚期中国先民已经广泛掌握了“白灰面-草拌泥”这种复合建筑材料及其施工工艺。该研究对于了解中国远古先民对于天然材料的认识、利用以及梳理传统建筑科技文明的发展脉络具有重要意义。 展开更多

关键词 新石器时代 旬邑西头遗址 “白灰面” 草拌泥 复合建筑材料

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贯入法原位测试夯土遗址表面强度的适用性和方法研究

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作者 毛维佳 孙满利 +3 位作者 梁楚昕 崔梦鹤 白云峰 裴强强 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第5期66-74,共9页

表面强度是夯土遗址重要的测试指标和加固效果的评价依据。常规的强度测试方法受到取样和运输等因素的制约,不适用于作为夯土遗址如夯土补筑、表面加固等措施的效果评估方法。贯入法是成熟的砂浆强度检测方法,通过改装砂浆贯入仪降低了... 表面强度是夯土遗址重要的测试指标和加固效果的评价依据。常规的强度测试方法受到取样和运输等因素的制约,不适用于作为夯土遗址如夯土补筑、表面加固等措施的效果评估方法。贯入法是成熟的砂浆强度检测方法,通过改装砂浆贯入仪降低了仪器量程;制作夯土样、室内试验验证了测试的较高精度;标定了夯土样贯入深度测量值与抗压强度的幂函数关系,确定了测强曲线。在夯土遗址现场开展原位测试,分析了布点密度对测试结果精度的影响,并利用测强曲线推算了测试区域的表面抗压强度。本研究提出了一套集“仪器改装-室内标定-现场高密度布点测试”为一体的夯土遗址表面强度评估方法,为土遗址加固效果的评价体系建设提供了参考价值。 展开更多

关键词 夯土遗址 贯入法 表面强度 原位测试

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新疆宋元时期也木勒遗址出土玻璃的工艺与成分研究 被引量：7

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作者 温睿 曹诗媛 +1 位作者 刘瑞俊 朱瑛培 《文物保护与考古科学》 北大核心 2019年第4期47-54,共8页

也木勒遗址位于新疆维吾尔自治区塔城地区额敏县,是北方丝绸之路上的重镇,考古发掘确定其为宋元时期的大型遗址。为探讨该遗址出土玻璃的成型工艺和来源,本研究以该遗址中的9个玻璃碎片作为对象,通过观察成型工艺,并利用激光剥蚀电感耦... 也木勒遗址位于新疆维吾尔自治区塔城地区额敏县,是北方丝绸之路上的重镇,考古发掘确定其为宋元时期的大型遗址。为探讨该遗址出土玻璃的成型工艺和来源,本研究以该遗址中的9个玻璃碎片作为对象,通过观察成型工艺,并利用激光剥蚀电感耦合等离子体原子发射光谱(LA-ICP-AES)技术分析样品的化学成分。结果显示,这批素面透明的玻璃片为无模吹制而成的日常实用器皿,成分上属于钠钙玻璃体系,Na2O含量低,K2O含量较高,并含有P2O5,助熔剂可能是含有草木灰的混合碱,成分特征与同时期葱岭以西中亚地区、新疆地区生产的玻璃器相似。结合新疆同时期玻璃器发现,多是装饰简洁,出土地点等级一般的普通实用性器皿,说明玻璃器已进入平民的日常生活之中,反映出新疆地方民族政权较中原地区先融合了中西亚将玻璃器作为日常生活用具的文化,形成了与中原玻璃器功用的差异之处。研究结果为丰富国内宋元时期新疆玻璃器的研究资料,揭示新疆地区玻璃器的使用面貌,探讨宋元时期少数民族地方政权的文化交流提供重要信息。 展开更多

关键词 宋元时期 新疆 中亚地区 玻璃

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西夏陵瓷质和琉璃建筑构件的工艺特点研究 被引量：3

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作者 石若瑀 温睿 +4 位作者 马强 师培轶 刘峰 温涛 王文轩 《文物保护与考古科学》 北大核心 2021年第6期37-46,共10页

琉璃建筑构件在中国历史悠久,起源于北魏,唐宋时期已在高等级建筑上大量使用,鼎盛于元明清时期。西夏作为少数民族政权,同宋辽金并立,处于琉璃瓦技术发展的重要过渡阶段。西夏陵遗址是西夏时期官式建筑的典型代表,位于宁夏回族自治区银... 琉璃建筑构件在中国历史悠久,起源于北魏,唐宋时期已在高等级建筑上大量使用,鼎盛于元明清时期。西夏作为少数民族政权,同宋辽金并立,处于琉璃瓦技术发展的重要过渡阶段。西夏陵遗址是西夏时期官式建筑的典型代表,位于宁夏回族自治区银川市西郊贺兰山东麓,经考古调查与发掘,出土了大批文物,包括大量建筑构件,以白瓷板瓦与各种类型的绿釉琉璃建筑构件为主,即为官式建筑的典型代表。当前对西夏陵的考古工作及出土文物的研究,已取得了许多重要的成果,但对西夏的瓷质和琉璃建筑构件,主要是通过考古类型学与历史文献对其社会功能等加以考释,对工艺研究甚少,同时相关的技术特点与来源也是一个亟待解决的问题。为研究西夏时期官式建筑材料的工艺特点,选取该遗址出土的白瓷板瓦、绿釉琉璃瓦30件,采用X射线荧光分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对其进行成分分析、物相分析及显微观察。结果表明,白瓷板瓦胎体Al_(2)O_(3)含量较高,存在莫来石,釉料配方属于钙碱釉,工艺精细,与同时期灵武窑白瓷接近,应采用白瓷技术制作;绿釉琉璃瓦胎体CaO与Fe_(2)O_(3)含量较高,属于北方普通高钙易熔黏土,釉料为铜作着色剂的铅釉,与宋代绿釉琉璃瓦成分相近,符合传统的低温铅绿釉体系,可能是借鉴中原技术完成的。两种材质的瓦件都是西夏时期高等级建筑构件,官式建材的典型代表,是同时存在的,展现出西夏时期在官式建材生产技术上的多元性。但这两种技术差别较大,来源不同,反映出西夏在官式建材生产中兼容并包,在学习中原传统的同时又能紧密结合佛教文化,极具党项族的民族特色。更重要的是,西夏时期的建筑体系已趋于复杂化,可能会根据建筑不同部位、性质、等级与功能来使用不同的琉璃瓦构件,这对建筑琉璃体系的丰富与发展是极大的贡献。本工作利用科技考古分析,探究西夏时期官式建筑构件的工艺特点,讨论制作技术反映出的建筑思想伦理;进一步丰富西夏瓷质和琉璃建筑构件的研究,与宋辽金时期建筑琉璃形成对比,补充了中国古代建筑琉璃技术的研究;同时加深了对西夏官式建筑的认识,也促进了对西夏与中原地区文化融合互鉴的理解。 展开更多

关键词 西夏陵遗址 琉璃瓦 科技分析 功能复杂化

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营城子汉墓出土玻璃耳珰的化学成分与制作工艺研究 被引量：2

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作者 任昱勃 温睿 +1 位作者 先怡衡 张翠敏 《文物保护与考古科学》 北大核心 2022年第3期45-54,共10页

营城子汉墓位于辽宁省大连市甘井子区,是我国东北地区一处重要的大型汉墓群。营城子汉墓出土了一批玻璃耳珰,为探讨其成型工艺及来源,采用超景深显微系统进行了表面形貌观察,初步认为是模铸成型,并经过打磨。采用便携式X射线荧光光谱仪(... 营城子汉墓位于辽宁省大连市甘井子区,是我国东北地区一处重要的大型汉墓群。营城子汉墓出土了一批玻璃耳珰,为探讨其成型工艺及来源,采用超景深显微系统进行了表面形貌观察,初步认为是模铸成型,并经过打磨。采用便携式X射线荧光光谱仪(XRF)进行了化学成分分析,结果显示,它们分属铅钡硅酸盐和钾硅酸盐玻璃系统,一件由Cu2+着色,其余主要由Co2+着色。其为我国自制,所用钴料来源相同,钴料的锰钴比特征与国产钴土矿的类似。并对营城子汉墓出土玻璃耳珰造型与化学成分体系间的关系进行了分析,对玻璃耳珰制作模式进行了初步探讨,进一步加深了对我国古代玻璃耳珰制作与传播的认识。 展开更多

关键词 营城子汉墓 玻璃耳珰 工艺 化学成分 钴料 造型

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明代播州杨氏墓出土冠饰上的蓝宝石矿料来源研究

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作者 梁云 先怡衡 +2 位作者 于春 付永海 杨军昌 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第6期69-77,共9页

目前国内出土了大量不同种类的明代彩色宝石文物,但绝大多数彩色宝石并不产自中国。为探讨播州杨氏墓出土的七凤三龙金冠上镶嵌的蓝宝石的矿料来源,本研究采用微量元素与内部包裹体特征相结合的方法对样品进行分析。通过激光剥蚀-电感... 目前国内出土了大量不同种类的明代彩色宝石文物,但绝大多数彩色宝石并不产自中国。为探讨播州杨氏墓出土的七凤三龙金冠上镶嵌的蓝宝石的矿料来源,本研究采用微量元素与内部包裹体特征相结合的方法对样品进行分析。通过激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)分析样品的微量元素特征,发现样品的Fe、Ga含量较低、Mg含量较高以及Ga/Mg比值较低,以此得出样品为变质成因的蓝宝石,排除其产自岩浆成因矿床。观察样品的内部包裹体特征,并与不同变质成因蓝宝石产地样品的内部包裹体特征进行对比分析,得出该样品内部包裹体特征更类似于缅甸、马达加斯加蓝宝石。最后结合不同地区蓝宝石矿床发现、开采历史记载,综合研究分析得出,该件蓝宝石文物的矿料最可能来自于缅甸矿区。此项研究可为探索我国古代以蓝宝石为代表的彩色宝石类文物的产地研究提供一定科学依据。 展开更多

关键词 播州杨氏 蓝宝石 微量元素 包体特征 缅甸

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传统水硬性灰浆性能的影响因素综述 被引量：1

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作者 张坤 刘妍 杨富巍 《文物保护与考古科学》 北大核心 2023年第3期130-137,共8页

水硬性灰浆是性能优良的传统建筑材料,其相比于气硬性灰浆,有更好的防水性、透气性、耐冻性、耐盐结晶性和机械强度等,适合作为古建筑的修复材料。本研究对影响传统水硬性灰浆性能的因素进行归纳综述,探讨无机物(胶凝材料、骨料、水)、... 水硬性灰浆是性能优良的传统建筑材料,其相比于气硬性灰浆,有更好的防水性、透气性、耐冻性、耐盐结晶性和机械强度等,适合作为古建筑的修复材料。本研究对影响传统水硬性灰浆性能的因素进行归纳综述,探讨无机物(胶凝材料、骨料、水)、天然有机物(多糖类、蛋白质类、油脂类)、养护条件等对水硬性灰浆性能的影响。其中,无机物对水硬性灰浆的性能影响一方面取决于胶凝材料的特性,另一方面取决于灰浆中不同无机组分间的比例;在水硬性灰浆中加入多糖类有机物可提高灰浆力学性能,加入蛋白质类有机物可提高防水性和孔隙率,加入油脂类有机物可大幅提升防水性、耐久性;在高相对湿度条件下养护水硬性灰浆可提高其机械强度,而低湿度条件下养护的灰浆则更具耐久性。本研究成果可为认知、揭示传统水硬性灰浆的科学价值,研究、开发新型古建保护修复材料提供参考与启示。 展开更多

关键词 传统灰浆 水硬性 性能 因素

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三种凝胶材料清洁烟熏壁画的模拟试验及效果评估 被引量：1

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作者 牛贺强 武发思 王卓 《文物保护与考古科学》 北大核心 2022年第5期53-62,共10页

烟熏污染是古代壁画的主要病害之一,严重影响其艺术价值和视觉效果。针对石窟和殿堂壁画的烟熏病害,高仿真制作了轻度、中度和重度烟熏试块,采用卡波姆凝胶、琼脂凝胶和结冷胶开展烟熏清洁实验,并利用显微镜观察、剖面分析和红外光谱(FT... 烟熏污染是古代壁画的主要病害之一,严重影响其艺术价值和视觉效果。针对石窟和殿堂壁画的烟熏病害,高仿真制作了轻度、中度和重度烟熏试块,采用卡波姆凝胶、琼脂凝胶和结冷胶开展烟熏清洁实验,并利用显微镜观察、剖面分析和红外光谱(FTIR)分析烟熏污渍形态、胶结状态及评估清洁效果。结果表明,三种凝胶材料对轻度和中度烟熏试块的清洁效果较好;并能不同程度地减轻重度烟熏,使黑褐色污染变为浅灰色,其中卡波姆凝胶清洁效果为佳。便携式显微镜观察清洁界面可见,未清洁区密集分布着黑褐色污渍颗粒,清洁区污渍颗粒大幅减少;相较而言,无涂层壁画经清洁后亦有少量污渍颗粒与颜料颗粒交替相间分布,而涂层壁画清洁后除重度烟熏试块表面有少数褐色小泡状结构外,其余均无污渍,清洁后可完全再现颜料本色,壁画亮度明显提升。清洁区经FTIR检测,表面无凝胶残留。然而,清洁效果受壁画有无涂层、老化程度、并发脆弱性病害、烟熏或灼烧程度、污渍与壁画颜料结合程度以及导致烟熏的燃料介质差异等多种耦合因素共同影响。当前凝胶清洁仅适宜于涂层壁画烟熏和无涂层壁画非重度烟熏的清洁。本研究为壁画烟熏病害的清洁提供了参考和借鉴。 展开更多

关键词 凝胶材料 古代壁画 烟熏污染 清洁去污 仿真模拟

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