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基于光谱技术的秦始皇陵出土文物髹漆彩绘层结构与工艺研究
1
作者 魏心怡 王东 +4 位作者 李晓溪 付菲 兰德省 夏寅 周萍 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第11期3130-3138,共9页
秦始皇陵出土了包括“世界八大奇迹”之一的兵马俑等大量髹漆彩绘文物,为研究秦代髹漆彩绘工艺提供了重要的实物资料。本文以秦始皇陵兵马俑1号陪葬坑出土秦俑及秦始皇陵陵西大墓出土马车车轮的髹漆彩绘样品为研究对象,采用红外光谱、... 秦始皇陵出土了包括“世界八大奇迹”之一的兵马俑等大量髹漆彩绘文物,为研究秦代髹漆彩绘工艺提供了重要的实物资料。本文以秦始皇陵兵马俑1号陪葬坑出土秦俑及秦始皇陵陵西大墓出土马车车轮的髹漆彩绘样品为研究对象,采用红外光谱、显微拉曼光谱、X射线衍射等多种光谱技术,结合扫描电子显微镜-能谱,分析了秦始皇陵出土文物髹漆彩绘层的结构与工艺。结果表明:所有样品结构均包括底部漆灰层和表面彩绘层,且两者间边界明显。彩绘层颜料包括朱砂、铅白和炭黑等,而漆灰层主要组成包括天然大漆、灰料等。此外,秦俑和车轮漆灰层结构存在显著差异。其中,秦俑为陶胎,其漆灰层结构细腻,主要成分为CaCO_(3),推测秦俑髹漆中使用了石灰调制漆灰。而陵西大墓马车车轮为木胎,漆灰层包括粗瓦灰(主要成分SiO_(2)和Al_(2)O_(3))和细灰(主要成分CaCO_(3))两种结构。根据SEM-EDS结果,推测车轮外侧(No.3)髹漆过程中同时添加了瓦灰和石灰调制漆灰,而车轮侧面(No.4)则依次涂瓦灰漆和石灰漆形成粗细灰交替的四层结构。最后,对秦始皇陵兵马俑1号陪葬坑中出土的袍俑和甲俑彩绘层颜色的统计结果表明秦代平民日常生活中服饰色彩“尚艳”,这与秦代统治者“尚黑”,以黑为贵的礼制形成鲜明对比。该研究不仅明确了秦俑和陵西大墓马车髹漆彩绘层结构与工艺,也对秦俑服饰的颜色进行了深入剖析,为秦始皇陵出土髹漆彩绘文物保护研究提供了重要的科学依据。 展开更多
关键词 秦俑 陵西大墓 髹漆彩绘 漆灰 颜料
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饱水木质文物的定型加固保护研究进展
2
作者 徐庆蒙 黄晓 +1 位作者 罗宏杰 朱金萌 《上海大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第6期1006-1017,共12页
饱水木质文物的定型加固保护方法包括物理法、化学法和生物质法.物理法是通过改变气液界面张力,从而减弱因木材内液体蒸发产生内应力所导致的木材变形,具有定型作用,而无加固作用.化学法是通过加固材料的介入对饱水木材同时起到脱水和... 饱水木质文物的定型加固保护方法包括物理法、化学法和生物质法.物理法是通过改变气液界面张力,从而减弱因木材内液体蒸发产生内应力所导致的木材变形,具有定型作用,而无加固作用.化学法是通过加固材料的介入对饱水木材同时起到脱水和加固作用,加固的原理包括填充、键合细胞壁,但是由于加固材料的渗透难以控制,而且随时间变化加固材料的降解及其与木材之间的相互作用,可能会导致木质文物的进一步损坏.由于生物质材料与木材组分相容性较高,近年来越来越多的生物质材料被用来加固保护饱水木材,但是生物质材料的分子量、粒径、溶液黏度等因素,以及木质文物与生物质之间的相互作用阻碍了生物质材料在饱水木质文物中的渗透,目前仍处于探索阶段.已有研究大多针对新型加固材料的研发,鲜有对携带加固材料所需介质对木材影响的研究,未来应更多研究介质对文物保护效果的影响,且更多利用材料化学领域表征方法来评估文物保护效果. 展开更多
关键词 饱水木质文物 定型加固 保护材料
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石质文物纳米复合加固材料与工艺研究
3
作者 曹颐戬 王聪 +2 位作者 Camaiti Mara 铁付德 董文强 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期370-374,共5页
风化石质文物加固保护是露天砖石质文物保护研究的重点和难点,其难点主要在于开发加固强度和渗透性好且环境耐候性优异的加固材料及工艺。围绕风化石灰岩质文物加固保护,本研究选用高孔隙率生物钙质灰岩为石材样品,从加固材料及工艺筛... 风化石质文物加固保护是露天砖石质文物保护研究的重点和难点,其难点主要在于开发加固强度和渗透性好且环境耐候性优异的加固材料及工艺。围绕风化石灰岩质文物加固保护,本研究选用高孔隙率生物钙质灰岩为石材样品,从加固材料及工艺筛选、加固强度/加固剂渗透深度/耐候性等主要性能,以及加固后样品透气性、表面颜色、表面亲-疏水性变化等副作用评估方面,系统研究了五种基于纳米SiO_(2)、纳米Ca(OH)_(2)和四乙氧基硅烷的加固工艺。研究表明,五种加固工艺均有一定加固效果,其中以贴敷法先后用质量分数为7.5%的纳米SiO_(2)水性分散液、四乙氧基硅烷加固的石材样品综合性能最佳。在保护石材样品透气性、表面颜色特征的同时,该纳米复合加固工艺的整体加固强度、渗透深度及环境耐候性突出。此外,该方法操作简单,使用的原材料成本适中,而且加固后石材样品表面保持亲水性,因而不影响后续可能的粘接、灌浆等修复措施。本研究应用性强,有望为高度风化石灰岩质文物加固保护提供科学依据和技术支撑。 展开更多
关键词 石质文物 加固保护 纳米SiO_(2) 纳米Ca(OH)_(2) 四乙氧基硅烷
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新型循环浸泡法对饱水木材的保护
4
作者 徐庆蒙 朱金萌 +1 位作者 董文强 罗宏杰 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期860-871,共12页
开发了一种新型循环浸泡法(cyclic immersion method,CIM)以提高保护材料在饱水木材中的渗透效率,该方法通过对木材进行安全部分失水后,将其浸入保护材料中,并重复这一过程以增强材料渗透效果.实验选用3种常用保护材料:聚乙二醇(polyeth... 开发了一种新型循环浸泡法(cyclic immersion method,CIM)以提高保护材料在饱水木材中的渗透效率,该方法通过对木材进行安全部分失水后,将其浸入保护材料中,并重复这一过程以增强材料渗透效果.实验选用3种常用保护材料:聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)、天然生物基材料颗粒状纤维素纳米晶(cellulose nanocrystal,CNC)和水溶性壳寡糖(chitooligosaccharide,COS).通过比较保护前后木材样品的外观形貌、增重率、体积收缩率、色差表征,并结合X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和热重分析(derivative thermogravimetry,DTG)等手段,对CIM的有效性进行评估.结果表明,CIM能显著提升保护材料在饱水木材中的渗透效果,其中PEG尤为突出,增重率达102%,是传统浸泡法的2倍以上,且木材收缩率极小,色差在可接受范围内.CIM可提升保护材料在饱水木材中的渗透量,促进保护材料与饱水木材之间的相互作用,为保护材料在饱水木材中的高效渗透提供了一种有效方法. 展开更多
关键词 循环浸泡法 饱水木材 聚乙二醇 纤维素纳米晶 壳寡糖
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基于便携式地物高光谱仪的文物材料分析研究进展 被引量：2
5
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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云冈洞窟壁面水分变化规律与砂岩风化特征分析
6
作者 张悦 胡振坤 +4 位作者 陈童心 汤凯晨 闫宏彬 程远 黄继忠 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期487-497,共11页
云冈石窟开凿于砂岩地层中,具有极其重要的文物价值,但因长期遭受自然因素影响,风化现象十分严重.针对第9窟诵经道北壁,综合采用微波测湿、显微和X射线荧光等技术开展无损检测,获取岩壁的水分时空分布、溶液化学性质以及砂岩风化特征,... 云冈石窟开凿于砂岩地层中,具有极其重要的文物价值,但因长期遭受自然因素影响,风化现象十分严重.针对第9窟诵经道北壁,综合采用微波测湿、显微和X射线荧光等技术开展无损检测,获取岩壁的水分时空分布、溶液化学性质以及砂岩风化特征,并结合环境条件探讨水岩作用影响下的砂岩劣化机理.结果表明,岩壁含水量分布存在时空差异,底部普遍比上部潮湿,降雨导致的空气相对湿度波动会引起浅表层砂岩含水量的明显变化,并且在表面出现水膜覆盖和水滴附着现象;风化砂岩内含有大量可溶盐,壁面水溶液呈碱性,主要化学元素包括Mg、S、Na、Ca、Cl、K,其中Mg、S含量远高于其他元素;风化病害形式以粉状和片状为主,微观结构多为疏松、开裂状态,颜色差异与物质组成有关;干湿循环和化学溶蚀是造成诵经道壁面风化的关键因素.研究成果可为类似的石质文物预防性保护提供数据支持和理论参考. 展开更多
关键词 石窟 化学溶液 无损检测 风化病害 文物保护
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关中地区十六国墓葬出土青砖组成、微结构与力学性能研究
7
作者 冯万前 刘呆运 +3 位作者 黄卫 董文强 铁付德 曹颐戬 《文物保护与考古科学》 北大核心 2025年第4期141-151,共11页
以关中地区十六国时期墓葬出土青砖为研究对象,采用岩相显微镜分析其矿物组成,使用红外光谱仪、X射线衍射仪等进行物相分析,并通过压汞法、静态接触角测量、毛细吸水测试和烧结温度测试等分析青砖物理性能。同时,利用扫描电镜分析青砖... 以关中地区十六国时期墓葬出土青砖为研究对象,采用岩相显微镜分析其矿物组成,使用红外光谱仪、X射线衍射仪等进行物相分析,并通过压汞法、静态接触角测量、毛细吸水测试和烧结温度测试等分析青砖物理性能。同时,利用扫描电镜分析青砖表面微观形貌和结构特征,并研究其力学强度。此外,通过分子动力学模拟构建青砖模型,探究组成、微结构对表面润湿性的影响关系。结果表明,封门砖和铺地砖矿物组成和化学成分基本一致,主要由石英、铝硅酸盐等组成,两者烧结温度较接近;但铺地砖孔隙率明显高于封门砖,表现出更高吸水率、更低的体积密度,同时力学强度也明显低于封门砖。研究成果为砖石文物保护修复提供重要基础支撑。 展开更多
关键词 古青砖 理化性能 力学性能 分子动力学模拟
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基于高光谱图像处理的陕西西安白杨寨晚唐墓M1373壁画颜料层研究
8
作者 严静 唐兴佳 +5 位作者 贺章 王曾 陈爱东 张朋昌 董文强 高婧威 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第4期1036-1044,共9页
2022年11月出土于陕西西安白杨寨晚唐墓M1373是一项保存较好的晚唐墓葬遗产,其多彩多姿的墓葬壁画对于研究晚唐时期的祭祀、礼仪、音乐、服饰、艺术等具有重要意义,特别是为研究唐宋之际的壁画风格题材转变提供了直接材料。然而,由于年... 2022年11月出土于陕西西安白杨寨晚唐墓M1373是一项保存较好的晚唐墓葬遗产,其多彩多姿的墓葬壁画对于研究晚唐时期的祭祀、礼仪、音乐、服饰、艺术等具有重要意义,特别是为研究唐宋之际的壁画风格题材转变提供了直接材料。然而,由于年代久远,该壁画颜料层依旧出现了许多典型病害,如颜料脱落、起甲、泥水污染等,加之后续揭取会给壁画颜料层带来人为干预,这会使得壁画信息受到一定影响。为此,利用高光谱成像技术在壁画揭取之前进行一体化图谱信息获取,而后采用光谱分析与高光谱图像处理技术对壁画表面颜料层进行分析,并以乐舞图为例,研究该壁画绘制的颜料与工艺。实验结果表明:该壁画红色、黄色、绿色等颜料采用了传统的赭石、土黄/石黄、石绿等矿物颜料,且在绘制地毯花卉时,红色颜料和绿色颜料被大量稀释使用,而黄色颜料使用并不明显;壁画绘制时用墨色或硬笔起底稿,用红线勾勒,底稿线与表层勾勒线大多存在偏移,且有些区域勾勒线与底稿线偏移较严重,说明起稿和定稿之间有一定的改动;同时,部分区域底稿线较为明显,部分区域则不太清晰,通过高光谱图像处理方法,发现了隐藏于颜料层表面或勾线之下的起稿线;该壁画主要采用了分布式非重叠二维直视的画面布局方式,空间立体感稍差,但对于乐手手指和乐笛交汇的多个位置,有的出现了前景与背景图案非重叠的二维直视绘制方式,有的出现了少量前景与背景图案重叠的二维透视绘制方式,说明该壁画在绘制前和绘制时进行较好的布局设计,且未出现明显的涂改。此外,还发现该壁画存在一些隐藏的污水污染病害。上述研究为该壁画的现场保护方案制定和后续研究与保护修复等提供了数据资料、研究方法和初步结论支撑。 展开更多
关键词 唐墓壁画 光谱分析 高光谱图像处理 壁画颜料层 壁画绘制工艺
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基于零价金属材料的类芬顿氧化技术研究进展 被引量：4
9
作者 马泽浩 董文强 夏琦兴 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3976-3985,共10页
芬顿与类芬顿氧化技术能够活化H_(2)O_(2),产生强氧化性的羟基自由基(·OH),可对绝大多数污染物彻底氧化.相较于其他类芬顿催化剂,以零价铁为代表的零价金属材料具有更优的理论电子供给潜力,活化H_(2)O_(2)能力突出,在污水治理领域... 芬顿与类芬顿氧化技术能够活化H_(2)O_(2),产生强氧化性的羟基自由基(·OH),可对绝大多数污染物彻底氧化.相较于其他类芬顿催化剂,以零价铁为代表的零价金属材料具有更优的理论电子供给潜力,活化H_(2)O_(2)能力突出,在污水治理领域被重点关注.本文综述了近年来零价金属类芬顿催化材料的研究进展,系统分析了铁基、铜基、钴基以及合金等零价态金属的反应机理和降解特点,并从异相催化角度探讨了类芬顿氧化处理废水的作用机制和催化剂性能提升策略.最后,对未来零价金属类芬顿催化材料的发展前景进行了展望. 展开更多
关键词 零价金属 芬顿反应 异相催化 ·OH
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关中地区十六国墓葬出土铁器的锈蚀情况
10
作者 刘婧洁 王聪 +2 位作者 刘呆运 杨璐 曹颐戬 《腐蚀与防护》 2025年第11期56-65,共10页
以陕西关中地区十六国墓葬出土的铁镜、铁刀两件典型器物为研究对象,采用便携式地物高光谱仪(HS)对铁器表面不同颜色锈蚀进行了原位、无损快速识别,并通过光学显微镜、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)和显微共焦拉曼光谱... 以陕西关中地区十六国墓葬出土的铁镜、铁刀两件典型器物为研究对象,采用便携式地物高光谱仪(HS)对铁器表面不同颜色锈蚀进行了原位、无损快速识别,并通过光学显微镜、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)和显微共焦拉曼光谱等多种分析技术对不同锈蚀产物的形貌、结构和组成进行精细鉴别。结果表明,不同颜色锈蚀产物成分差异显著,其中黑色锈蚀产物主要为磁铁矿,褐色锈蚀产物则由针铁矿、纤铁矿和赤铁矿等多种产物构成。此外,在碱性土壤环境中,Ca^(2+)、HCO^(3-)、Cl^(-)等离子与铁细菌的酸化作用共同影响针铁矿、碳酸钙沉积物等的生成过程。 展开更多
关键词 铁器 锈蚀 文物保存环境 原位无损分析技术
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