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陶质文物常用有机粘接材料的耐老化性能分析及评价
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作者 施佩 贾伟明 +7 位作者 陈乐 甄刚 马涛 张鑫 王芬 朱建锋 张彪 李豆豆 《材料导报》 北大核心 2025年第20期276-283,共8页
陶质文物是我国文化遗产的重要组成部分,其历史、艺术、科学价值丰富。出土陶质文物多残断,需要使用粘接性能优异的材料对其进行修复保护。本研究以秦东陵土为原料模拟制备陶质文物,以反应型树脂(环氧树脂)、水溶型合成树脂(Primal SF 0... 陶质文物是我国文化遗产的重要组成部分,其历史、艺术、科学价值丰富。出土陶质文物多残断,需要使用粘接性能优异的材料对其进行修复保护。本研究以秦东陵土为原料模拟制备陶质文物,以反应型树脂(环氧树脂)、水溶型合成树脂(Primal SF 016)和溶剂型合成树脂(B72)对样品进行粘接,分别在干热、湿热、紫外线辐照和低温等条件下对其进行老化,分析老化前后样品的微观形貌、化学键、力学性能等,从而对三种材料的耐老化性能进行综合评价。结果表明:环氧树脂综合性能最佳,具有良好的抗热、抗湿和抗冻性能,但耐紫外光照射性能差,适用于室内环境中的陶质文物修复;Primal SF 016耐热性能良好,但容易受高湿、低温和紫外光照射的影响,适用于室内干燥环境;B72的性能与Primal SF 016相近,但综合耐老化性能更优,适用于室内陶质文物修复。 展开更多
关键词 陶质文物 环氧树脂 耐老化性能
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乾陵绿釉唐三彩封护材料的耐久性评价及应用场景分析
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作者 施佩 陈乐 +6 位作者 贾伟明 甄刚 马涛 张鑫 王芬 朱建锋 张彪 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第1期312-320,342,共10页
本研究分别以10%(质量分数)的丙烯酸树脂(Paraloid B67、Paraloid B72)、氟碳树脂(FEVE)和有机硅材料(WD-10)对乾陵绿釉唐三彩复仿制品的釉面进行封护,采用色度仪、视频光学接触角测试仪、紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、超景深显微... 本研究分别以10%(质量分数)的丙烯酸树脂(Paraloid B67、Paraloid B72)、氟碳树脂(FEVE)和有机硅材料(WD-10)对乾陵绿釉唐三彩复仿制品的釉面进行封护,采用色度仪、视频光学接触角测试仪、紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、超景深显微镜对不同封护材料釉面的色差、疏水性、抗紫外老化、耐盐雾老化、耐酸腐蚀等性能进行对比研究,并对其应用场景进行分析。结果表明,Paraloid B67在紫外老化初期表现出良好的色差和疏水性,但随着紫外老化时间的延长,其性能显著降低,且在耐酸腐蚀和耐盐雾老化方面表现一般,适用于气候潮湿环境下的室内釉陶文物封护。Paraloid B72在抗紫外老化性能上与Paraloid B67相近,但其耐酸腐蚀和耐盐雾老化性能最优,适用于复杂环境下的室内釉陶文物封护。FEVE耐酸腐蚀和耐盐雾老化方面表现不佳,但在紫外老化前后的色差和疏水性变化幅度最小,抗紫外老化性能最优,适用于气候环境较为稳定地区的户外釉陶文物封护。WD-10在复仿制品的釉面难以成膜,不适用于釉陶文物封护。 展开更多
关键词 乾陵绿釉唐三彩 封护 丙烯酸树脂 有机硅材料 氟碳树脂 抗紫外老化性能
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基于邻域点集稠密度的古陶瓷碎片轮廓线提取算法
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作者 王莹 刘鹏欢 +4 位作者 陈雅鑫 王旭粲 李巍 周强 罗宏杰 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期118-128,共11页
古陶瓷碎片轮廓线特征作为文物数字化修复的主要依据之一,能够直接影响文物原真性复原的质量和效率。针对古陶瓷碎片胎体较薄、形状不规则且点云数据量大而导致轮廓线提取的精度低、耗时长等问题,提出了一种基于邻域点集稠密度的古陶瓷... 古陶瓷碎片轮廓线特征作为文物数字化修复的主要依据之一,能够直接影响文物原真性复原的质量和效率。针对古陶瓷碎片胎体较薄、形状不规则且点云数据量大而导致轮廓线提取的精度低、耗时长等问题,提出了一种基于邻域点集稠密度的古陶瓷碎片轮廓线提取算法。首先,采用有向包围盒(OBB)中心平面平行切平面方式,将碎片进行切片处理,实现对点云的分层处理和数据简化;其次,根据轮廓点和非轮廓点处邻域点集稠密度不同这个规律,将邻域点集稠密度特征与随机采样一致性(RANSAC)算法相结合,实现对碎片轮廓线的精确和快速提取;最后,构造空间分类平面,并依据空间位置的约束关系,实现对碎片断裂面和非断裂面轮廓线的分类。实验结果表明,在百万级数据规模的古陶瓷碎片轮廓线提取方面,算法运行时间可控制在15~25 s,并且轮廓线提取的准确性可达78.3%,具有较高的准确性和完整性,能够为古陶瓷文物数字化修复提供技术依据。 展开更多
关键词 古陶瓷碎片轮廓线 点云切片 邻域点集稠密度 随机采样一致性算法
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越窑遗址出土青瓷的物化组成与制备工艺的对比研究
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作者 赵可心 王芬 +4 位作者 罗晨琛 朱建锋 任肇 王莹 王甜 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第4期56-66,共11页
为揭示晋代先越窑和唐五代越窑出土青瓷制备工艺的异同,采用超景深光学显微镜、X射线荧光光谱仪、色度仪、紫外–可见–近红外分光光度计和X射线光电子能谱仪,对比分析了晋代与唐五代越窑青瓷胎釉的微观结构、化学组成、釉中着色元素价... 为揭示晋代先越窑和唐五代越窑出土青瓷制备工艺的异同,采用超景深光学显微镜、X射线荧光光谱仪、色度仪、紫外–可见–近红外分光光度计和X射线光电子能谱仪,对比分析了晋代与唐五代越窑青瓷胎釉的微观结构、化学组成、釉中着色元素价态及配位,揭示了晋代与唐五代青瓷胎釉的原料特征与釉面呈色的异同。研究结果表明:(1)晋代青瓷胎中呈色元素Ti、Fe含量比唐五代的高,这是导致前者胎色灰黄而后者胎色为浅灰的一个原因。(2)二者釉中Ca含量均较高(12.0~16.4 wt%),属于高钙釉,同时唐五代釉中P、Mg元素含量比晋代的高,这说明唐五代时期可能广泛使用了草木灰作为助熔剂。(3)晋代青瓷呈黄绿色,唐代青瓷呈青偏黄色,五代青瓷呈绿色,是由于晋代,唐代和五代釉中的Fe^(2+)含量依次升高,致使釉色中绿色占比依次升高。 展开更多
关键词 越窑遗址 青瓷 化学组成 微观结构 原料特征 釉呈色
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不同土壤介质中出土青铜器的腐蚀状态模拟
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作者 方园 韩润润 +3 位作者 范仕敏 武文玲 马涛 朱建锋 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
青铜器文物是我国古代文明的代表之一,具有重要的文化和历史价值,青铜器文物在地下埋藏了成百上千年,土壤环境极大地影响着其腐蚀过程。通过电镀法制备了与古青铜器成分基本一致的Cu-Sn-Pb青铜模拟试样,并在不同pH溶液中采用化学和电化... 青铜器文物是我国古代文明的代表之一,具有重要的文化和历史价值,青铜器文物在地下埋藏了成百上千年,土壤环境极大地影响着其腐蚀过程。通过电镀法制备了与古青铜器成分基本一致的Cu-Sn-Pb青铜模拟试样,并在不同pH溶液中采用化学和电化学方法对试样进行腐蚀,获得不同土壤条件出土青铜器的锈蚀状态及产物。分别采用Tafel曲线、阴极极化曲线以及电化学阻抗谱等电化学测试方法,研究经酸性、中性和碱性溶液腐蚀后试样的腐蚀行为。结果表明,经化学腐蚀或电化学腐蚀后,试样表面的锈蚀产物基本一致,与相应pH的土壤介质出土古青铜器的表面成分也基本一致;酸性溶液中试样的腐蚀最快,碱性溶液中的次之,中性溶液中试样的腐蚀最慢。 展开更多
关键词 青铜器 文物保护 土壤环境 强制腐蚀 模拟试验
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氧化石墨烯对天然水硬性石灰水化及力学性能的影响
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作者 张彪 刘泓宇 +6 位作者 齐南 王芬 朱建锋 李立 马涛 罗宏杰 施佩 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第7期2640-2648,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 天然水硬性石灰 氧化石墨烯 水化产物 微观结构 兼容性 灌浆加固
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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
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作者 张彪 齐南 +6 位作者 管璇 王文科 施佩 何静 马涛 罗宏杰 朱建锋 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期162-171,共10页
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... 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。 展开更多
关键词 天然水硬性石灰 蒙脱土 内养护 自收缩 灌浆加固
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基于凹凸性和转向角的古陶瓷碎片二次匹配算法
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作者 刘鹏欢 周强 +4 位作者 王莹 朱建锋 罗宏杰 王露 王甜 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期356-366,共11页
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... 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%。 展开更多
关键词 碎片拼接 二次匹配算法 轮廓提取 凹凸性 转向角 粒子群优化
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TEA-DEC复掺对天然水硬性石灰早期硬化过程的影响
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作者 魏小红 柴玉梅 +4 位作者 李允峰 罗宏杰 王雯雯 张彪 秦宇星 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期141-151,共11页
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... 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。 展开更多
关键词 天然水硬性石灰 三乙醇胺 碳酸二乙酯 水化 碳化
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原位聚合SAP用于半干旱土遗址根部掏蚀修补实验研究
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作者 张一凡 黎淼 +6 位作者 郑尧 刘森彪 程卓越 罗宏杰 李建西 闫宏彬 朱建锋 《材料导报》 2025年第22期268-275,共8页
掏蚀是半干旱地区土遗址的典型病害之一,其中根部掏蚀对土遗址的稳定性和完整性造成了严重威胁。本工作在修复用土样中加入溶液前驱体,原位聚合形成丙烯酸-丙烯酰胺-丙磺酸三元共聚物超吸水性树脂(SAP),通过SAP对水分运移的调控,提高修... 掏蚀是半干旱地区土遗址的典型病害之一,其中根部掏蚀对土遗址的稳定性和完整性造成了严重威胁。本工作在修复用土样中加入溶液前驱体,原位聚合形成丙烯酸-丙烯酰胺-丙磺酸三元共聚物超吸水性树脂(SAP),通过SAP对水分运移的调控,提高修复材料的力学性能及耐久性。分析揭示了SAP的原位聚合机理,并探究了不同含量SAP改性土试样的物相组成和微观形貌,以及对土样色度、透气性、抗压强度、耐崩解及耐盐循环等性能的影响。结果表明:SAP在土基体中成功形成了蜂窝状网络结构,该结构提升了土基体强度,其中SAP固含量(质量分数)为5%时,土样的抗压强度达到5.78 MPa,比空白土样提升5倍;SAP的引入使得土样色差小于3%,同时透气性变化较小,满足文物修复材料的标准要求。SAP通过吸水形成凝胶体挡水,提高了土体耐崩解能力,其在水中浸泡48 h后外观无大的变化,而且干燥强度仍能维持4.52 MPa;SAP的保水作用能够减缓水分蒸发,从而抑制盐分析出,经耐盐实验7次循环后土样结构基本保持完整,强度仍保持为2.89 MPa。因此,超吸水性材料的引入有望成为土遗址掏蚀修复的有效途径。 展开更多
关键词 土遗址 掏蚀 修补 原位聚合 超吸水性树脂
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海洋出水木质文物模拟样品的制备及其性能研究
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作者 张宏英 沈大娲 +4 位作者 张治国 李玉芳 王卓 朱建锋 马清林 《陕西科技大学学报》 2025年第6期137-145,共9页
本研究针对海洋出水木质文物保护需求,建立了海洋出水木质文物模拟样品制备方法.通过NaOH溶液处理健康木材模拟海洋出水木质文物降解状态;结合FeSO_(4)溶液富集铁质沉积物,并利用H_(2)O_(2)溶液氧化沉积物的方法,成功制备了具有海洋出... 本研究针对海洋出水木质文物保护需求,建立了海洋出水木质文物模拟样品制备方法.通过NaOH溶液处理健康木材模拟海洋出水木质文物降解状态;结合FeSO_(4)溶液富集铁质沉积物,并利用H_(2)O_(2)溶液氧化沉积物的方法,成功制备了具有海洋出水木质文物特征的模拟样品,并研究了模拟样品的性能.实验结果显示:铁质沉积物颗粒主要富集于木材管胞的细胞腔等结构中;木材径向切面铁质沉积物沿木材管胞从表面向内部富集;靠近样品表面含量相对较高,样品中心含量相对较低;铁质沉积物组分为FeOOH、Fe_(2)(SO_(4))_(3)和Fe_(2)O_(3).本研究可以为海洋出水木质文物脱盐、加固、封护、脱水定型和预防性保护等研究工作提供不同降解程度、不同沉积物含量的牺牲性样品,避免了保护研究过程中对文物本体的有损破坏,具有重要的实际意义. 展开更多
关键词 海洋出水木质文物 饱水木材 铁质沉积物 模拟样品
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残损古陶瓷器三维数字化重建方法研究进展 被引量:2
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作者 于一衡 王秀峰 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2023年第6期1116-1127,共12页
研究古陶瓷器三维数字化重建,对于珍贵但残缺的器物的修复、大量残片拼接与器物的复原都具有十分重要的意义。综述了近十年来残损古陶瓷器三维数字化重建原理和方法的研究进展,主要包括迭代匹配法、边缘曲线拟合法、虚拟轮廓法、轴线定... 研究古陶瓷器三维数字化重建,对于珍贵但残缺的器物的修复、大量残片拼接与器物的复原都具有十分重要的意义。综述了近十年来残损古陶瓷器三维数字化重建原理和方法的研究进展,主要包括迭代匹配法、边缘曲线拟合法、虚拟轮廓法、轴线定位法以及剖面厚度拟合法。结合古陶瓷三维数字化重建过程中的实际问题,分析了各种方法的适用场景,提出了对于单一器物残片的确认思路。未来,对于古陶瓷器的数字化重建,还需要考虑到不同器物数字模型的精度和可视化展示。 展开更多
关键词 古陶瓷器 三维数字化 三维重建约束条件
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二维-三维特征融合的古铜镜纹饰提取方法
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作者 王露 郭瑞 +3 位作者 王莹 周强 朱建锋 冯健 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第12期1-6,共6页
纹饰提取对残损文物数字化修复具有重要意义。针对出土的西汉铜镜纹饰表面铜绿覆盖、边缘侵蚀模糊、轮廓特征难以提取等问题,提出了一种融合二维和三维特征的古铜镜纹饰提取方法。借助微距镜头相机和超景深显微镜采集古铜镜碎片的二维... 纹饰提取对残损文物数字化修复具有重要意义。针对出土的西汉铜镜纹饰表面铜绿覆盖、边缘侵蚀模糊、轮廓特征难以提取等问题,提出了一种融合二维和三维特征的古铜镜纹饰提取方法。借助微距镜头相机和超景深显微镜采集古铜镜碎片的二维和三维影像,根据2种维度信息的不同特点进行图像预处理和二维、三维特征模型的构建。将稀疏表示技术与古铜镜表面纹饰的二维和三维特征相融合,提取完整的古铜镜纹饰轮廓,并通过形态学处理和轮廓平滑技术强化纹饰图像。结果表明,“高清相机+超景深显微镜”的原始纹饰图案采集模式结合基于稀疏表示的特征融合技术能够解决薄小碎片纹饰图案难以准确提取的问题,可以原真性还原古铜镜纹饰。 展开更多
关键词 纹饰提取 古铜镜 数字化修复 二维-三维特征融合
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