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期刊信息/Journal information
文物保护与考古科学
上海博物馆
文物保护与考古科学

上海博物馆

陈燮君

季刊

1005-1538

wwbhykgkx@163.com

021-54362886

200050

上海市延安西路1357号

文物保护与考古科学/Journal Sciences of Conservation and ArchaeologyCSSCICHSSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊属自然科学的综合性学术期刊，是我国唯一一份专业报道文物科技考古及期相关领域的研究论文、研究简报、综述文章及相关信息。作者与读者群体包括国内外文物保护和修复科研人员、传统工艺研究人员、考古工作者、文物爱好者、科技人员、大专院校师生和科技管理干部等。
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    青铜器"粉状锈"倍半碳酸钠脱氯转化过程监测及脱氯效果评价研究

    成小林李沫王京杨琴...
    1-10页
    查看更多>>摘要：倍半碳酸钠法是一种常见的青铜"粉状锈"转化(脱氯)处理方法。本研究以一件早商时期青铜爵的倍半碳酸钠脱氯保护为例，结合拉曼光谱和离子色谱等分析手段，重新审视并评估该方法的适用范围、应用效果和脱氯规律等。研究表明，在无恒温恒湿控制的环境下，对于大面积爆发的"粉状锈"，倍半碳酸钠法依然是保持器物稳定性的有效方法，对脱氯溶液进行跟踪监测对判断溶液更换及脱氯终点判断非常重要。一般情况下，可将脱氯过程分为三个阶段，第一阶段脱氯速度较快，约脱除总氯的73％，第二和第三阶段脱氯速度较慢，分别占脱除总氯的19％和8％，浸泡至第三阶段时，溶液中的氯离子浓度下降至50 mg/L以下，日平均脱氯浓度维持在3 mg/L左右，脱除总氯变化很小则表明脱氯可以结束了。此外，研究表明脱氯溶液更换频次较高时不易有新的物相生成，且内层的"粉状锈"较表层更难以转化。本研究为金属文物倍半碳酸钠浸泡处理终点判断提供重要依据。

    粉状锈倍半碳酸钠拉曼光谱纳米晶SnO2脱氯终点

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    还原气氛下低温等离子体去除青铜粉状锈的初步研究

    龚钰轩夏金涛李超洋杨旭鹏...
    11-18页
    查看更多>>摘要：青铜器是金属类文物的重要组成部分，具有极高的历史价值、艺术价值和科学价值。然而由于青铜器自身材质的特性，加之受埋藏环境因素的影响，考古发掘出土的青铜器文物大多锈蚀严重。青铜器的锈蚀主要可分为有害锈和无害锈，无害锈比较稳定对青铜器文物相对无害。而"粉状锈"作为一种对青铜器危害极大的有害锈，其会使青铜器文物酥粉、糟朽，严重影响文物的保存寿命。同时粉状锈还具有一定的传播力，可在青铜器文物自身和青铜器文物间造成损害。因此，本研究首次尝试将低温等离子体技术引入青铜器粉状锈的去除研究中，通过电化学腐蚀制备表面附着粉状锈的青铜样品，并于还原气氛下对样品进行低温等离子体处理，进而通过对比处理前后青铜样品的表征数据，证明低温等离子体技术对去除粉状锈中Cl离子的有效性，以期为青铜器文物保护提供新的思路和方法。

    低温等离子体青铜器粉状锈

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    一种青铜文物馆藏环境温湿度控制的风险评估方法

    陆凯李丹丹闫莹周浩...
    19-26页
    查看更多>>摘要：维持适宜的温湿度以降低环境对文物的破坏作用，是馆藏文物预防性保护工作基本要求。受地域气候差异影响，执行统一的温湿度标准可能导致能耗增加，不利于文物的科学保护。本研究探讨了一种青铜文物馆藏环境温湿度控制的风险评估方法。通过石英晶体微天平进行反应性监测实验获得的不同温湿度下青铜文物模拟材料的腐蚀数据，结合机器学习算法，建立起特定温湿度区域内较高精度的腐蚀速率预测模型。将腐蚀速率作为环境温湿度风险的量化指标，提出了四等级制的青铜文物馆藏温湿度风险评估建议标准。考虑气压对湿度的影响，加入了相对湿度转换系数以扩大适用范围，并设计了便于实际应用的图形用户界面工具。根据该方法划分出的青铜文物馆藏温湿度风险建议评估标准，使得管理者可在控制风险的同时，因地制宜进行温湿度控制。

    青铜文物机器学习风险标准

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    广州地区汉墓出土青铜器腐蚀机理研究

    吕良波
    27-40页
    查看更多>>摘要：广州地区汉墓出土不少青铜器，但腐蚀矿化非常严重。为了研究其腐蚀机理，采用金相分析、扫描电镜-能谱分析、锈蚀产物X衍射分析、土壤pH值以及可溶盐测定等多种检测分析手段，对青铜器提取典型样品进行基体、锈蚀产物和埋藏土壤等三个方面的分析。结果表明8件样品可以分出2种材质，即铅锡青铜7件、锡青铜1件。合金铅锡配比有一定的波动，机械性能并不是最佳。基体金相组织显示，大部分样品为铸造组织。暗场可见由内向外层状分布腐蚀矿化过程。X射线衍射分析结果均为无含氯铜盐。广州埋藏环境氯离子的含量与国内其他地区比较并不低，而酸性却是最强。三元合金配比中的铅和锡相对于铜来说是阳极。金相组织树枝晶存在大量的晶间和晶界，各种不同的相之间电位存在差异。含有不少夹杂物及缩孔，化学成分的不均匀性，合金杂质电位高于基体部位，形成大量的微阴极和微阳极等等，均有利于青铜器发生电化学反应。而广州地区汉墓出土青铜器腐蚀过程，主要还是H+主导青铜器腐蚀。广州地区丰富地下水的酸性土壤环境下，充足的氧气、二氧化碳和水，促使铜离子和铅离子不断往外迁移，造成青铜器腐蚀矿化非常严重。

    广州汉墓青铜器检测分析腐蚀机理

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    山东蓬莱明清时期近海出土铁锚锈蚀产物与锈层结构研究

    刘莉王奕舒马清林雷雨声...
    41-53页
    查看更多>>摘要：蓬莱近海出土明清时期铁锚受海洋环境影响，表面锈蚀严重、多处见锈层剥落现象，不仅影响铁锚外观，对铁锚结构和稳定性也产生不利影响，亟待采取适宜方法和技术保护处理。为了解铁锚锈蚀情况、评估文物保存状况，本研究采用超景深三维显微镜、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、激光显微共聚焦拉曼光谱仪(Raman)和X射线衍射仪(XRD)分析铁锚表面锈蚀物组成、锈层结构和锈层稳定性。结果表明，部分铁锚表面锈蚀物以铁氢氧化物和铁氧化物为主，铁锚表面锈蚀物存在明显分层现象，内层致密黑色锈层主要成分为Fe3O4和α-FeOOH;外层质地疏松锈层主要由α-FeOOH、β-FeOOH和α-Fe2O3等成分组成;锈层与基体剥离面存在不稳定锈γ-FeOOH。所有铁锚锈蚀样品中均检测出氯元素，可溶氯含量分布范围在0。66～35。46 mg/g，不同样品可溶氯含量差异较大。馆内保存的铁锚锈层可溶氯含量高于露天环境中铁锚锈层可溶氯含量。铁锚锈层PAI值分布在1。16～13。34，内部锈层PAI值均小于外部锈层，内部锈层稳定性应小于外部锈层。为了更好地保护这些铁锚文物，在后续保护工作中需要对含氯铁锚针对性脱氯处理;在日常工作中，需监测、调节铁锚保存状态并控制环境温湿度，避免铁锚进一步腐蚀。本研究为蓬莱铁锚的进一步保护与修复提供科学依据，对海洋出土/出水铁器保护具有重要意义。

    铁质文物锈蚀产物锈层结构PAI值保存状况评估

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    玉泉铁塔表面腐蚀机制及腐蚀演变过程的初探

    刘雪刚张杨陈华张琼...
    54-64页
    查看更多>>摘要：全国重点文物保护单位玉泉铁塔表面腐蚀严重，探究其腐蚀机制与腐蚀演变过程，可为其后续的保护提供技术支撑。通过分析现代铸铁室外1 300 d内和铁塔963年后大气腐蚀的表面腐蚀样成分与含量，探究了两者腐蚀层结构的分布，推导出了一个适合铸铁长周期(963年)的腐蚀模型(铁塔腐蚀模型)。采用测重与数码拍照，SEM、XRD、激光拉曼仪等测试方法，分析了铸铁和铁塔样品表面腐蚀产物形貌、成分、结构，并结合电化学阻抗谱测试两者腐蚀产物的耐蚀性。结果表明:腐蚀失重与时间符合幂指数函数;两者腐蚀产物均由Fe3O4、γ-FeO(OH)、α-FeO(OH)、α-Fe2O3组成，且前期腐蚀主要在薄水膜中分散进行，后期腐蚀产物则呈现多层分布;随腐蚀时间的延长，可衡量腐蚀层保护能力的α/γ数值逐渐增大，腐蚀层的耐蚀性逐渐增强，而γ-FeO(OH)及Fe3O4含量下降，α-FeO(OH)含量上升是铸铁和铁塔腐蚀层结构转变的主要原因。

    玉泉铁塔分析锈蚀机制腐蚀演变过程耐蚀性

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    流体气相膜对室外大型铁器文物封护研究与实践——以明清古代火炮为例

    孙成智蔡斌李永利赵柏东...
    65-78页
    查看更多>>摘要：流体气相膜作为一种新型室外铁器封护材料，在室外大型铁质文物封护方面有着很大的应用潜力。本工作通过试验研制出适用于大部分北方地区户外铁质文物的流体气相膜封护材料，并将其用于明清古代火炮的表面封护处理。研究结果表明，选择50A型丙烯酸树脂为主体成膜剂、L18NF为气相缓蚀剂、脂肪酸盐为防锈添加剂、12311为助剂时，该流体气相膜具有良好的封护效果。所研制流体气相膜可使用水基溶剂体系或有机溶剂体系，有机溶剂体系更适用于北方冬季室外条件。涂刷方式采用普通涂刷+哑光涂刷的复合涂刷方式，不仅具有良好的防锈效果，同时能降低封护表面的反光度。所研制流体气相膜具有易操作、易去除、不易开裂等特点，还具有良好的耐盐雾、耐湿热和耐冲击性能，可以有效地防止铁器文物表面产生锈蚀。

    大型铁器文物修复封护流体气相膜

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    辽宁盖州青石岭山城出土铁器的脱盐保护处理研究

    张红燕杨小林王飞峰黄希...
    79-90页
    查看更多>>摘要：辽宁盖州青石岭山城出土的铁器病害严重，含有大量有害锈四方纤铁矿。在铁器的碱液脱盐过程中，对浸泡液的酸碱度、氯离子浓度等数据进行了全程动态跟踪监测，依此来指导每次脱盐浸泡时间和总脱盐次数。在脱盐过程监测中发现:随着氯离子的脱除，pH值降低;尤其脱盐前期随着氯离子的大量溶出，pH值迅速降低，浸泡液在较短时间内从碱性转为酸性;为避免酸化环境对铁器的腐蚀，脱盐过程中必须要监测脱盐溶液的pH值，并及时更换新配置的溶液。总结NaOH碱液脱盐法在具体实操过程中应注意的一些事项，以达到将有害氯离子尽可能脱除，有效保护铁器的目的。在实践中验证:在脱盐次数足够、方法适当的情况下，NaOH碱液法可以达到将β-FeOOH基本完全转化，将Cl-基本全部脱除的效果。

    铁质文物四方纤铁矿氯离子碱液脱盐

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    沉船饱水考古木材内外部位降解特征研究

    李仁张治国金涛孙满利...
    91-102页
    查看更多>>摘要：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。

    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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    基于气相色谱-质谱联用法研究考古土壤老化对文物中蛋白胶结材料鉴定的影响

    马珍珍
    103-110页
    查看更多>>摘要：蛋白胶结材料历经土壤埋藏老化，会流失明显、降解严重，氨基酸含量或多或少地发生改变，以致影响气相色谱-质谱联用法(GC-MS)对蛋白胶料的鉴定。为提高该分析方法的准确性，本研究通过模拟文物绝氧、避光、低温的考古埋藏环境，对动物胶原、蛋类和牛奶这3类常见蛋白胶料进行为期一年的土壤老化，利用GC-MS测试11种氨基酸含量变化并分析其箱式图、主成分聚类(PCA)图的分布特点。结果表明，3类胶的脯氨酸(Pro)、天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)含量增高，丝氨酸(Ser)含量降低;猪皮胶的甘氨酸(Gly)和羟脯氨酸(Hyp)，蛋类、牛奶的异亮氨酸(Ile)和苯丙氨酸(Phe)含量减少。上述变化导致3类胶的氨基酸箱式图分布、PCA图聚类位置出现一定改变，但可辨识性依旧很强。基于上述研究结果鉴定出西安郭杜唐墓壁画、彩绘陶器颜料层中存在动物胶原。该研究提高了 GC-MS鉴定彩绘文物蛋白胶料的准确性，为后期探讨彩绘文物劣化机理、选择合适保护修复材料提供科学依据。

    彩绘文物考古土壤老化蛋白胶料GC-MS鉴定

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