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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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硅酸盐通报 2024年第7期 2640-2648页

作者：张彪刘泓宇齐南王芬朱建锋李立马涛罗宏杰施佩陕西科技大学材料科学与工程学院文物保护科学与技术学院地下文物保护材料与技术教育部重点实验室陕西省文物保护研究院砖石质文物保护国家文物局重点科研基地上海大学文化遗产与信息管理学院硅酸盐质文物保护教育部重点实验室

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-I... 详细信息

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。

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

“长江口二号”沉船出水青花瓷中的污染物研究

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文物保护与考古科学 2023年第5期35卷 1-16页

作者：何琰李伟东翟杨赵荦鲁晓珂徐嫦松中国科学院上海硅酸盐研究所上海201899 中国科学院大学北京100049 古陶瓷多元信息提取技术及应用文化和旅游部重点实验室(中国科学院上海硅酸盐研究所) 上海201899 古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地(中国科学院上海硅酸盐研究所) 上海201899 上海博物馆上海200003 上海市文物保护研究中心上海200031

位于长江入海口的“长江口二号”清代沉船是中国目前发现的保存最为完整的古代木制沉船之一,已于2022年11月完成整体打捞。在进行水下考古调查时,沉船出水的部分青花瓷出现的病害现象引起了考古工作者的关注,特别是裂纹中黑色污染物及... 详细信息

位于长江入海口的“长江口二号”清代沉船是中国目前发现的保存最为完整的古代木制沉船之一,已于2022年11月完成整体打捞。在进行水下考古调查时,沉船出水的部分青花瓷出现的病害现象引起了考古工作者的关注,特别是裂纹中黑色污染物及表面铁锈状污染物对文物的外观产生了很大影响。本工作选取了三件具有典型被污染特征的青花瓷标本作为代表,使用能量色散X射线荧光分析(EDXRF)、光学显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、拉曼光谱分析(Raman)和扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)等方法,对污染物进行了研究,探讨了其形成原因以及环境的影响作用,并对其潜在危害进行了分析。研究表明,污染物主要以方解石、菱铁矿等碳酸盐以及铁的氧化物、氢氧化物和硫化物为主。长期处于河口淤泥中的还原性环境是导致菱铁矿和亚稳的铁硫化物形成的原因,船体中铁质构件腐蚀对局部环境的污染是重要的影响因素,这也反映出被污染的青花瓷所处位置和环境的特殊性。出水的部分青花瓷釉中裂纹的形态表明其形成是由物理撞击造成,而釉中硅灰石晶体的选择性腐蚀会导致腐蚀坑的形成,裂纹和腐蚀坑均为外部污染物进入釉层内部提供了通道,导致瓷器劣化。出水后的环境突变可能造成污染物状态改变,并造成釉层的进一步破裂,因此在文物出水后需要着重关注此潜在危害。

关键词： “长江口二号”沉船青花瓷裂纹腐蚀坑铁质构件腐蚀物污染物

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五代南汉国王陵出土陶瓷器的特点和来源探析

硅酸盐学报 2011年第5期39卷 818-824页

作者：鲁晓珂李伟东罗宏杰古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

2004年,五代时期南汉国德陵和康陵在广州小谷围岛的考古发掘中得以确认,出土了数量较多的瓷器和釉陶器,为广东地区五代陶瓷史的研究提供了大量的实物依据,该项发掘入选"2004年度全国十大考古新发现"。通过对广州市文物考古研究所提供的... 详细信息

2004年,五代时期南汉国德陵和康陵在广州小谷围岛的考古发掘中得以确认,出土了数量较多的瓷器和釉陶器,为广东地区五代陶瓷史的研究提供了大量的实物依据,该项发掘入选"2004年度全国十大考古新发现"。通过对广州市文物考古研究所提供的发掘出土的部分陶瓷标本的化学组成、物理性能、显微结构等的测试与分析,并通过与广东本地窑口和浙江越窑的对比研究,对这批陵墓出土器物的来源、特点和烧制工艺等进行了深入探讨。结果表明:这些器物大多数为广东本地的产品,但同时也发现个别器物可能来自于越窑。不同类别的器物所用原料存在差别,说明当时的陶工对原料具有明显的选择性。此外,还对釉陶器表面"银釉"的产生机理和其它相关问题进行了讨论。

关键词：德陵康陵化学组成显微结构器物来源

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早期白瓷的界定与起源问题综述

文物保护与考古科学 2022年第5期34卷 136-146页

作者：宗若菲鲁晓珂李伟东王会民中国科学院上海硅酸盐研究所古陶瓷研究中心上海201899 中国科学院大学北京100049 古陶瓷多元信息提取技术及应用文化和旅游部重点实验室(中国科学院上海硅酸盐研究所) 上海201899 古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地(中国科学院上海硅酸盐研究所) 上海201899 河北省文物考古研究院河北石家庄050033

白瓷的出现打破了青瓷一统天下的局面,并为后世颜色釉瓷的烧制奠定了基础,被誉为中国古陶瓷工艺发展过程中的“第四里程碑”,但是长期以来白瓷的起源问题悬而未决。早期白瓷是处于白瓷创烧时期的过渡品种,釉色介于青和白之间呈不均匀分... 详细信息

白瓷的出现打破了青瓷一统天下的局面,并为后世颜色釉瓷的烧制奠定了基础,被誉为中国古陶瓷工艺发展过程中的“第四里程碑”,但是长期以来白瓷的起源问题悬而未决。早期白瓷是处于白瓷创烧时期的过渡品种,釉色介于青和白之间呈不均匀分布,因此如何科学界定“早期白瓷”直接关系到白瓷起源问题的研究。为此,本研究在梳理早期白瓷相关研究的基础上,结合考古发现与科学研究现状,重点分析了目前关于古代陶瓷釉面白度科技研究中存在的问题,提出应统一采用轻工行业标准中日用陶瓷白度的测定方法来计算古代陶瓷的白度,使得今后不同研究者之间公布的白度数据可以互相比较;并提出利用白度、化学组成、烧制工艺等参数作为区分早期白瓷与青瓷的重要指标,这为研究白瓷起源提供了新的方法和思路。

关键词：早期白瓷白度界定标准起源

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铁系结晶釉的可控制备与装饰效果

硅酸盐学报 2020年第7期48卷 1134-1144页

作者：李玫李伟东鲁晓珂徐嫦松中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 中国科学院大学北京100049 古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地上海200050

以古代黑釉瓷研究为基础,设计并制备SiO2-Al2O3-K2O-MgO-CaO-Fe2O3多元系统高温釉。通过改变烧成制度调控釉的析晶行为和显微结构,得到了外观各异的釉面装饰效果。利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、X射线衍射仪... 详细信息

以古代黑釉瓷研究为基础,设计并制备SiO2-Al2O3-K2O-MgO-CaO-Fe2O3多元系统高温釉。通过改变烧成制度调控釉的析晶行为和显微结构,得到了外观各异的釉面装饰效果。利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、X射线衍射仪和Raman光谱仪,分析了热历史对析晶种类及其形貌的影响规律,研究了釉面外观的影响因素及呈色机理,并在1000~1050℃弱氧化的气氛下成功制备了ε-Fe2O3析晶层。结果表明:釉表面析出的α-Fe2O3晶体具有较好的取向排列及多种显微形貌,与器物的析晶位置和析晶面的方向有关。表面析晶的α-Fe2O3呈银色金属光泽,属于物理结构色。

关键词：结晶釉烧成制度析晶 ε-三氧化二铁 α-三氧化二铁结构色

基于锶同位素和微量元素分析的白陶原料来源研究

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华夏考古 2019年第6期 34-40页

作者：鲁晓珂徐嫦松李伟东古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地中国科学院上海硅酸盐研究所

白陶是古代陶器中较为特殊的一类陶器,其技术传播存在一定的源流关系。本研究利用热电离质谱计(TIMS)测量了山西襄汾陶寺遗址、河南禹州瓦店遗址、山东临淄桐林遗址、山东日照两城镇遗址、河南偃师二里头遗址、河南登封南洼遗址出土的4... 详细信息

白陶是古代陶器中较为特殊的一类陶器,其技术传播存在一定的源流关系。本研究利用热电离质谱计(TIMS)测量了山西襄汾陶寺遗址、河南禹州瓦店遗址、山东临淄桐林遗址、山东日照两城镇遗址、河南偃师二里头遗址、河南登封南洼遗址出土的45件白陶的Sr同位素比值,并利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测量了每个样品中的35种微量元素含量,期望为黄河流域白陶的产源示踪提供依据。结果表明,实验所选各个遗址白陶样品87Sr/86Sr比值分布范围较大(0.711336~0.738494),微量元素分布也较分散,区域性集中的特征不是很明显。运用87Rb/86Sr与87Sr/86Sr的比值等时线分析表明,两城镇遗址白陶采用的是其遗址附近的海滨沉积岩作为原料,原料的本地属性特征明显;其他遗址白陶采用的是受到陆源碎屑影响的沉积岩作为原料;陶寺遗址出土的2件白陶可能与河南地区的白陶样品原料来源接近;二里头遗址的白陶原料至少存在两处来源,一处与瓦店遗址白陶接近,一处与南洼遗址白陶接近。以上结果为研究黄河流域白陶的产源关系提供了科学依据。

关键词：白陶锶同位素微量元素原料来源

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古代白陶的元素分布及拉曼光谱分析

中国陶瓷 2019年第8期55卷 66-77页

作者：鲁晓珂李伟东徐嫦松古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地中国科学院上海硅酸盐研究所

利用能量色散X射线荧光光谱分析和拉曼光谱分析对黄河流域典型遗址出土的新石器时代白陶样品进行元素分布和物相结构分析,以了解白陶这一特殊陶器的原料和工艺特征。结果表明,锐钛矿和赤铁矿等广泛分布于各个遗址白陶中,这正是天然高岭... 详细信息

利用能量色散X射线荧光光谱分析和拉曼光谱分析对黄河流域典型遗址出土的新石器时代白陶样品进行元素分布和物相结构分析,以了解白陶这一特殊陶器的原料和工艺特征。结果表明,锐钛矿和赤铁矿等广泛分布于各个遗址白陶中,这正是天然高岭土的主要矿物特征之一,并且发现在二里头遗址泛灰色白陶胎体及颗粒中广泛分布有碳黑;两城镇遗址白陶中长石的颗粒分布尤为突出,个别样品中还有阳起石的存在,说明两城镇遗址白陶选用的原料较为特别;一些白陶的内壁存在钙质结层,这是古人使用这些器具炊煮过程中的一些印记,并且从龙山文化到二里头文化,白陶一直保留作为煮水器物的功能。

关键词：白陶元素分布拉曼光谱物相结构

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中国古代兔毫黑釉瓷的组成及结构

建筑材料学报 2011年第3期14卷 329-334页

作者：李伟东张玮鲁晓珂郑乃章罗宏杰古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地上海200050 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 景德镇陶瓷学院江西景德镇333001

针对宋代建窑、吉州窑、耀州窑的兔毫黑釉瓷样品,采用EDXRF,SEM/EDS,XRD,热膨胀分析等手段研究了胎釉化学组成、显微结构、物相及兔毫形成机理,采用多元统计方法深入探讨了建窑、吉州窑、耀州窑兔毫黑釉瓷的胎、釉化学组成特征,并比较了... 详细信息

针对宋代建窑、吉州窑、耀州窑的兔毫黑釉瓷样品,采用EDXRF,SEM/EDS,XRD,热膨胀分析等手段研究了胎釉化学组成、显微结构、物相及兔毫形成机理,采用多元统计方法深入探讨了建窑、吉州窑、耀州窑兔毫黑釉瓷的胎、釉化学组成特征,并比较了这3个窑口兔毫黑釉瓷的异同点.

关键词：兔毫黑釉瓷建窑吉州窑耀州窑多元统计分析

酥粉陶质文物含有可溶盐NaCl溶液的结晶分析

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中国科学：技术科学 2016年第12期46卷 1279-1286页

作者：赵静罗宏杰王丽琴中国科学院上海硅酸盐研究所古陶瓷研究中心上海200050 古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地上海200050 西北大学文化遗产学院西安710069

针对可溶盐溶液在陶质文物多孔孔隙中的运移与分布、结晶过程中的热力学变化以及引起陶质酥粉的破坏作用力等研究报道的空白,本文利用红外热成像分析和超景深显微观察引起陶质文物酥粉最为典型的可溶盐Na Cl溶液在结晶过程以及在不同毛... 详细信息

针对可溶盐溶液在陶质文物多孔孔隙中的运移与分布、结晶过程中的热力学变化以及引起陶质酥粉的破坏作用力等研究报道的空白,本文利用红外热成像分析和超景深显微观察引起陶质文物酥粉最为典型的可溶盐Na Cl溶液在结晶过程以及在不同毛细孔中所发生的温度、形态、运移和结晶速率等变化,结果表明:可溶盐晶核的形成和晶体生长主要处于低于环境温度的液相区域内进行,之后处于潮解状态的盐结晶体由于液相水分挥发的吸合作用变得更为紧密.同时,盐溶液在不同孔径毛细孔中结晶状态有所区别,在毛细管中的运移和结晶主要以3个阶段为主;采用自行设计的双层接触表面内压法以及超景深显微系统测试盐溶液结晶过程中对接触表面所产生的作用力,发现除了水分子的范德华力和结晶过程中的结晶作用力外,引起变化最为明显的是处于潮解状态的盐晶体在到完全失水干燥过程中水分挥发引起结晶体的吸合作用,这种作用对周围接触表面产生明显的收缩影响,变化非常显著.本文从微观角度研究可溶盐溶液的结晶变化以及作用力分析,作为基础研究,以期为进一步如何有效地防止可溶盐对多孔文物破坏采取的保护方案提供科学依据.

关键词：可溶盐吸合作用毛细孔热力学分析作用力