由北京大学考古文博学院和中国国家博物馆文保院共同主办的“铁器文明与科学保护”博士生论坛暨“馆藏脆弱铁质文物劣化机理及保护关键技术研究”项目两周年研讨会在北京大学成功举行。24位研究生和知名专家们共同奉献了精彩的学术报告，围绕“铁器文明与科学保护”的主题，从“考古保护与文物藏品管理”、“文物锈层与腐蚀机理研究”、“铁质文物保护材料应用与研发”、“检测技术实践与创新”四方面的内容进行了交流分享。这些报告充分展示了考古发掘的新成果、铁质文物保护的新进展，参会的老师和同学们对报告内容进行了热烈的讨论。通过本次学生论坛和项目汇报，进一步推动了铁器文明研究的守正创新，促进了铁质文物保护的融合提升。

 

（一）考古保护与文物藏品管理

 

 

中国社会科学院考古研究所的梁宏刚老师以“汉长安城武库部分出土铜铁复合铠甲片的制作工艺研究”为主题进行报告。

利用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪对汉长安城武库遗址出土的38件铠甲片进行分析检测，发现铜铁复合铠甲片有“覆铜层”和“夹铜层”两种形态，含铜层为含锡量不超过7%的锡青铜，大多呈现铸态组织，内层为熟铁、铸铁脱碳钢或炒钢，中心部位则为铁素体或铁素体+珠光体组织。推断“覆铜层”铠甲片系铁甲制成后又经浇铸铜液后铸接完成，即先锻打成铁甲薄片，然后浸入青铜溶液中，再冷却成形，形成“铜包铁”型铜铁复合器。另外，部分“夹铜层”样品铜质层存在于铁甲内部且对称分布，同时铁质部分亦有分层锈蚀现象和对称分布的特质，推断其为铸后经过再次折叠锻打形成。铜铁复合铠甲片兼具观赏性和良好的性能，体现出汉代高超的铠甲制作技艺。 

湖南省文物考古研究院的莫林恒老师在线上以“湖南桑植官田遗址考古发掘收获”为主题进行报告。

官田遗址位于湖南省张家界市桑植县澧源镇，地处郁水河西岸台地，面积约75000平方米。2020-2022年配合基本建设再次对官田遗址进行发掘，发现了多种冶金加工炉、灰沟、房址等遗迹，出土了陶瓷器、石器、铜器、铁器以及炉渣、坩埚、陶范、石范、铁屑等冶金遗物。综合各种遗迹、遗物显示该遗址可能存在熔炼、浇铸、锻打、退火脱碳等一系列生产加工流程，并且现已清理的多类型加工炉亦不见于以往已发掘的同时期铸铁手工业遗址中，这表明官田遗址应是一处具有较大规模、完备工艺体系且具有鲜明地方特色的生铁加工遗址。本次发现为研究我国古代的钢铁生产技术的传播与发展具有重要作用。 

北京科技大学科技史与文化遗产研究院的魏强兵同学在线上以“三门峡虢国墓地出土铁刃铜器科学分析及相关研究问题”为主题进行报告。 

河南三门峡虢国墓地是一处保存完整的西周晚期到春秋早期的大型邦国公墓。其中虢季墓（M 2001）和虢仲墓（M 2009）两座国君墓均出土数件铁刃铜器。检测结果表明，这批铁刃铜器是迄今中原地区发现较早使用人工冶铁的实物例证之一。中原地区的虢国墓地发现陨铁和人工冶铁制品同时并存，可能处于该地区发明或者掌握冶铁技术的初级阶段，人工冶铁制品没有完全取代陨铁制品，对该墓地出土冶铁制品形制和制作技术的综合考察，对于研究中原地区冶铁技术的起源和发展意义非凡。 

虢国墓地总共发现的8件铜铁复合器的特点是人工冶铁制品与陨铁制品共存，处于人工冶铁技术的初级阶段。这些发现的铜铁复合器全部来自于高等级的墓葬中，也反映出当时铁的珍贵，其制作工艺使用了套接、卯合、镶嵌、合铸等，从纹饰及形制上看可能为本地制作。对中国公元前5世纪前出土的铜铁复合器的梳理发现，铜铁复合器在春秋早期之前一般作为权力地位的象征，从出土的地点来看，商和西周时期在河南、河北、北京、湖北分布，春秋早期到战国早期以甘宁地区为中心分散分布，并且这些铜铁复合器的器物类型大多都以兵器为主。形制及出土数量方面，在商代较为单一，春秋到战国早期在西周形制的基础上出现了鎏金镂空铜柄铁剑及铁铤铜镞的新型器件等，数量上也较前期多。纹饰上，商代铜铁复合器纹饰较为简单，到了西周时期出现了以绿松石片镶嵌形成的纹饰，种类更加丰富。而春秋到战国早期，纹饰较以上两个时期有多种样式出现。对于公元前5世纪前，虢国墓地出土铜铁复合器到目前为止，时代较早，数量最多，是值得进一步关注和探讨。

 

 

北京联合大学的曹子龙同学以“北京光源里遗址出土铁器修复实践和探索”为主题进行报告。 

光源里考古遗址位于北京市西城区白纸坊东街南侧，出土铁器文物20件。文物表面存在有害锈及其堆积物、硬结物，并存在残断、缺失等病害现象。针对北京光源里考古遗址发掘出土的铁质文物进行了保护修复实践，除对铁质文物进行锈蚀分析及除锈、脱盐外，还参考青铜质文物保护修复方法、技术，对残缺铁器文物进行修复补配工作，并对所有文物进行了封护处理，力图恢复文物原状与稳定。 

中国国家博物馆唐铭老师在线上以“藏品风险管理标准研制”为主题进行报告。 

风险管理在藏品保护与利用相关工作实践中的重要性日益凸显。但藏品风险管理尚未形成系统化和规范化的思路和方法，缺乏具有专业性、针对性和可行性的工作指南。其团队通过《藏品风险管理指南》标准的研制，规范相关术语和定义、提供适用于保管、保护、研究、展示、利用等不同场景及相关业务流程的藏品风险管理基本思路和程序等内容，旨在增强藏品管理过程中的风险意识，支持相关机构和人员更加规范、科学地开展藏品风险的识别、分析、评价和应对等工作，协调藏品保护与利用之间的矛盾，充分发挥藏品功能。

 

 

中国国家博物馆毋妍老师以“脆弱铁质文物保存微环境控制方法研究工作进展”为主题进行报告。 

博物馆环境中，温度、湿度、污染气体的释放等因素都会对铁质文物的腐蚀劣化产生影响，在馆藏文物储存的微环境中更是会加剧腐蚀。针对这一问题，本次报告通过控制铁质文物微环境保存盒中的相对湿度来抑制或延缓不稳定的铁质文物进一步腐蚀劣化。研究保存盒的不同卡扣方式，外界环境湿度、空间体积、空气交换率和调控材料等因素对于微环境保存盒中相对湿度的影响。通过测试国内外不同品牌和空间体积保存盒的空间交换率和使用两种不同的除湿材料（RP除湿材料和硅胶）进行长期实验，结果表明在外界环境湿度达到80%时，特百惠和龙士达两种盒子的不同卡扣方式都能够提供较低的空气交换率，同品牌同类型盒子中大体积的盒子密封性能更优，利用GC-MS对筛选出的盒子进行检测证实其不会释放对文物有害的气体，确定了封装硅胶的密封袋的孔数及长期实验硅胶的初始量，为后续长期实验确定好了实验参数。通过预实验发现使用两种除湿材料都可以使得盒子内部的湿度降低到10%以下。本研究有助于确立适用的铁质文物保存方案，为预防性保护提供参考。

 

（二）文物锈层与腐蚀机理研究

 

 

中国国家博物馆张然老师以“铁质文物腐蚀产物β-FeOOH中Cl的脱出和物相转化”为主题进行汇报。 

本次报告综述了脱氯方法对铁质文物腐蚀产物β-FeOOH中Cl的脱出和物相转化的规律。铁质文物脱氯处理对β-FeOOH的作用应格外关注，常用的NaOH或碱性亚硫酸钠浸泡法通常可以脱除大部分β-FeOOH晶体表面吸附的Cl离子，难以完全脱除Cl离子并将β-FeOOH转化，但残余Cl离子主要束缚在晶体隧道结构中，不会直接促进铁质文物进一步腐蚀劣化。电解法和高温（氢气、氢等离子体）法对β-FeOOH的脱氯和转化更彻底，但只适用于部分铁质文物，且存在风险。近年来新的脱氯试剂和方法如TMAH、植物提取物、亚临界流体和微生物等方法不断研发，具有一定优点，有望用于铁质文物保护。 

山东大学刘朵同学在线上以“馆藏铁质文物的大气腐蚀—锈蚀物中可溶性阴离子的离子色谱分析”为主题进行汇报。 

在博物馆内陈列和保存的铁质文物，不可避免地遭受大气腐蚀而发生进一步的劣化。馆藏铁质文物大气腐蚀的本质是电化学腐蚀，与腐蚀反应中离子导体相密切相关的可溶性阴离子却较少被关注。本此报告采用铁质文物及现代铁片在自然环境有显著差异的四个博物馆中，进行了为期一年的腐蚀监测实验，并应用离子色谱法测定锈蚀样品浸泡液中的阴离子含量。结果表明，铁质文物及现代铁片锈蚀物中的可溶性阴离子含量，与其所在的博物馆大气腐蚀环境密切相关。博物馆大气腐蚀环境中，监测样品检出的乙酸根、甲酸根和硫酸根离子含量较高，这为进一步的污染物加速腐蚀试验给出相关建议。 

山东大学梁一凡同学以“出水铁条锈层防护能力研究—加速腐蚀实验”为主题进行报告。 

受海洋埋藏环境影响，铁质文物出水后需及时进行脱氯处理，但已脱氯的铁质文物在展陈或存储过程中仍受大气腐蚀影响。对该腐蚀行为展开研究，有助于为出水铁器的大气腐蚀防护提供重要依据。本此报告采用X射线光电子能谱分析仪对不同温度（20~40 ℃）和湿度（30~90% RH）条件下进行加速腐蚀的“南海Ⅰ号”出水铁条内、外层锈蚀物的变化情况进行研究。金相分析表明，铁条为铸铁脱碳钢，可观察到铁素体与部分夹杂物。加速腐蚀实验结果显示：在20~40 ℃湿润条件（90% RH）下，温度升高与试样增重呈正相关性；较低温度（20 ℃）不同湿度条件下，湿度越低对试样造成的增重影响越小。外层锈蚀物在加速腐蚀实验过程中，部分发生α-FeOOH→Fe2O3、γ-FeOOH或α-FeOOH→Fe3O4的转化。因此，相同湿度条件下，高温导致锈层的防护能力大幅减弱；相同温度条件下，低湿度环境基本未改变锈层的防护能力，可有效减缓大气腐蚀对带锈铁质文物的劣化影响，有助于铁质文物的预防性保护。

 

 

北京科技大学的程枭翔同学以“基于拉曼光谱技术对铁质文物锈蚀产物的定量模型研究”为主题进行报告。 

通过对铁质文物锈蚀产物的研究，可以更好的利用和保护我国遗留的铁质文物。过去一般的研究手段都是有损的和耗时的，针对珍贵和不能取样的文物来说，常规手段适用性有限。而拉曼光谱技术，作为常用的一种定性检测手段，近年来在定量研究的方面上也有一定的应用场景。本次报告通过对赤铁矿和磁铁矿、赤铁矿和四方纤铁矿两个系列的二元铁锈混合物按不同比例混合后的标样进行拉曼定量检测，所测拉曼图谱通过TQ Analyst分析软件进行模型的优化。结果表明，对于二元铁锈标样混合物来说，采用PCR（Principal Components Regression，主成分回归分析）和PLS（Partial Least Squares，偏最小二乘回归分析）都可以作为铁锈定量的算法。从而表明了利用拉曼光谱技术进行定量研究是一种无损或微损、快速、准确的研究方法，对铁质文物锈蚀产物定量研究具有十分良好的应用前景。

 

 

北京大学孙思原同学以“铁质文物锈蚀产物对腐蚀的影响”为主题进行汇报。 

铁质文物腐蚀进程的影响因素繁多，如溶解氧浓度、微生物活动、pH值、温度和干湿循环模式等等。有关铁的腐蚀产物及次生反应和产物对腐蚀进程的影响，是过往铁质文物腐蚀研究领域相对空白的一块区域。本次报告中，“铁锈蚀产物”泛指含氧化态铁的各种化合物，包括铁的氧化物和铁的氢氧化物，以及它们与环境中各类阴离子发生反应形成的各种含S、Cl、P等元素的铁盐化合物。报告综述了铁锈蚀产物对铁质文物腐蚀过程的影响，佐证了锈层稳定化的必要性，提出了评估锈层稳定性需要关注的可能标准。铁锈蚀产物可能通过如下几种途径促进腐蚀：(1)作为阴极去极化剂，造成阳极金属的氧化溶解；(2)增大体系电化学不均匀性，形成腐蚀微电池；(3)降低体系的pH值；(4)加大阴、阳极反应的起始电位差。也有可能因为形成不溶性膜阻碍阳极过程而抑制腐蚀。在铁质文物保护处理过程中，应以锈层稳定化为目标，尽量使铁锈蚀产物对铁基体腐蚀进程发挥抑制作用。 

（三）保护材料应用与研发

 

 

中国国家博物馆的丁莉老师以“传统铁器修复材料的新认识”为主题进行报告。 

铁质文物性质活泼，易受环境中盐、氧气、水分等因素的侵蚀，导致铁质文物发生酥化、粉碎等现象。为了使铁质文物更好的保存，铁质文物保护需经过清洁、除锈、脱盐、加固缓蚀及封护等步骤。其中封护材料往往选择具有阻隔水分和空气污染的有机涂层，本次报告介绍了丙烯酸类树脂、蜡这两种最广泛使用的封护材料在业内的使用情况，利用紫外荧光摄影、红外光谱、热裂解气相色谱质谱建立了铁质文物封护材料的表征数据库，同时通过模拟老化实验和封护材料释放气体的研究，对铁器封护材料服役周期内可能发生的变化进行了初步探索。

 

 

中国国家博物馆的吴晓涵老师以“纳米材料在铁质文物保护修复中的应用前景展望”为主题进行报告。 

铁元素的化学活泼性强，铁质文物在埋藏环境中极易腐蚀生锈，且锈蚀产物不稳定。已出土或出水的铁质文物因从埋藏环境到大气环境的变化打破了原有相对稳定的状态，有进一步劣化腐蚀的风险。因此选择合适的材料对铁质文物进行保护修复尤为重要。本此报告概述了纳米材料的种类和特性，总结了其在铁质文物保护修复中的研究进展，对复合材料的合成方法、作用机理及应用效果进行了综合评述。结果表明与传统的铁质文物保护材料相比，含有纳米材料的复合材料具有超双疏界面特性、耐紫外老化特性、透明以及增强增韧特性等。以二维纳米材料石墨烯为例，综述了石墨烯的性能及在金属防腐领域中的应用，石墨烯的独特优势使之在未来的铁质文物保护修复中具有更为广阔的应用前景。 

浙大城市学院的沈灵老师在线上以“近现代钢筋混凝土历史建筑的氨基硅烷电迁移阻锈机理及技术研究”为主题进行报告。 

近现代钢筋混凝土结构的历史建筑出现了不同程度的劣化现象，对其的保护和修复成为文物保护中的又一难题。采用电化学保护技术可去除混凝土中的腐蚀因子且在处理后对建筑表面几乎没有影响，是非常适用于文物和历史建筑的保护处理方法。本此报告基于电迁移的原理，选择了一种氨基硅烷—γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）作为电解液，围绕其阻锈机理、阻锈效果、电化学保护效果和混凝土耐久性提升效果、现场实施工艺等展开了系统的研究，发现APS可以在起到阻锈效果的同时，提高混凝土耐久性的效果为之后该类材料在电化学保护中的应用提供了理论基础与实践基础。研究首先探究了APS在未碳化和碳化模拟孔隙液中的阻锈性能与在钢筋表面的吸附机理，发现APS在碳化模拟孔隙液中的具有较高长期阻锈效果和较高的吸附能，在铁表面的吸附为化学与物理吸附共同作用；而在饱和石灰水未碳化模拟孔隙液中APS的吸附能相对较低。 

此外，研究比较了去离子水、饱和石灰水、碳酸钠、不同浓度的APS作为阳极电解液时在外加电场的除氯效果，碳化水泥砂浆中使用饱和石灰水和APS均有较好的除氯效率。APS与已经被报道的电迁移阻锈剂相比，发现APS在提高混凝土表面的疏水性、抗氯离子能力方面有较为的优势，并表现出较好的抗碳化能力。

 

 北京化工大学的张育喆同学以“铁质文物预膜缓蚀剂性能优化研究与应用”为主题进行报告。 

本次报告采用电化学阻抗谱等方法，研究了铸铁经过几种缓蚀剂预膜后在模拟大气液膜状态的0.028 mol/L NaCl + 0.010 mol/L Na2SO4 + 0.016 mol/L NaHCO3溶液中的缓蚀效果，同时借助正交实验复配了一种预膜缓蚀剂并对其预膜条件进行了优化。最后，将优化后的缓蚀方案应用在实际文物上，通过室外暴露试验对缓蚀效果进行检验。结果表明，用单宁酸复配缓蚀剂（B）预膜后的缓蚀效率最高为35%左右且在腐蚀24 h后呈现加速腐蚀的现象。钼酸钠、硅酸钠及磷酸钠复配缓蚀剂（A）的缓蚀效率最高约为50%，在腐蚀24 h后缓蚀效率稳定在36%左右。用钼酸钠、硝酸铈等成分复配的缓蚀剂（C和D）缓蚀效率最高达60%，但在腐蚀16 h后缓蚀效率下降为负值并持续降低，改变其成分后（E）缓蚀效率最高达74%，且在24 h稳定在30%左右。而优化的0.40 g/L钼酸钠 + 0.30g/L葡萄糖酸钠 + 0.70 g/L硝酸铈 + 0.30 g/L氯化锌 + 2.5 g/L聚乙二醇配方（F），在预膜方式为40 ℃预膜6 h、预膜位置在溶液底部的条件下可获得较好缓蚀剂预膜效果，缓蚀效率最高可达87%左右，在腐蚀48 h后缓蚀效果降到约50%并基本保持不变，其缓蚀效率优于之前所测缓蚀剂，表明优化效果较好。用该配方预膜后的文物外观变化不大，且较未预膜的文物拥有更优良的耐蚀性能。

 

 

北京科技大学的吴尚浩同学以“磺基水杨酸改性碳点对钢铁材料的腐蚀防护研究”为主题进行报告。 

铁器是继青铜器之后出现的又一极具历史标志性的器物，是研究我国历史与古代文明的有力依据。由于钢铁材料化学稳定性较差，埋藏地周围环境的复杂多样性会使文物遭受不同程度的腐蚀破坏，因此，铁器文物出土后应采取相应的防护措施，以抑制腐蚀进程。碳量子点（CDs）是一种新型碳纳米材料，由于其原料多样、低毒性、环境友好性、荧光发光等优点，碳量子点近年来在腐蚀防护领域引起了广泛的研究兴趣。 

本次报告以柠檬酸铵和磺基水杨酸为原料合成了一种新型磺基水杨酸改性碳点（CDs-SSA），使CDs-SSA同时具有缓蚀和腐蚀感应能力。与以往的研究相比，CDs-SSA表现出相对较高的缓蚀效率和优异的Fe2+/Fe3+感应灵敏度。通过TEM、AFM、FTIR和UV-Vis对CDs-SSA的结构和组成进行了表征。动电位极化曲线、电化学阻抗谱、SEM、WCA和XPS等分析结果表明CDs-SSA可以通过形成具有疏水性的物理化学吸附膜来防止腐蚀介质的侵蚀，从而提供优异的缓蚀效果。此外，CDs-SSA可与Fe2+/Fe3+离子产生荧光猝灭效应，预警钢铁材料的腐蚀现象，将CDs-SSA添加到防腐涂层中，使涂层同时具有主动防护和腐蚀感应能力。

 

 

国家纳米科学中心的张湃同学以“阳离子化纳米纤维素的制备及在文物保护中的应用”为主题进行报告。 

纳米纤维素是指在某一尺度上具有纳米级的纤维素材料。纳米纤维素具有高纯度、高结晶度、高杨氏模量、大长径比、低毒性等特点。纳米纤维素与木材、纸张具有很好的相容性和结合力，已在木质和纸质文物的封护、加固、抗菌防霉等中得到应用。阳离子化改性赋予纳米纤维素更加优越的水溶性和吸附能力，易于制备新型的加固剂，用于文物的加固，同时，由于其表面带有大量的正电荷，可用于铁质文物的抗菌和脱盐。本次报告介绍了纳米纤维素在木质和纸质文物的应用进程，讨论阳离子化纳米纤维素的制备方法，并对阳离子化纳米纤维素在脆弱铁质文物修复和保护中的应用进行展望。

 

 

北京大学的胡沛同学以“带锈铁质文物超疏水表面的构筑及其性能评价”为主题进行报告。 

使用硬脂酸在带锈铁块表面构筑铁基超疏水保护层。采用傅里叶变换红外、显微拉曼光谱、扫面电镜能谱仪、接触角测量仪、电化学工作站和X射线光电子能谱对铁基超疏水保护层的微观形貌和结构特点进行表征和分析。结果表明，硬脂酸修饰可使未处理带锈表面接触角由62.3°提升至153.9°，单宁酸缓蚀后表面接触角由41.6°提升至153.1°，成功在带锈表面构筑超疏水保护层。单宁酸缓蚀、硬脂酸修饰后，C/Fe比由0.21提升至2.10，O 1s和Fe 2p3/2特征衍射峰向更高结合能方向移动，证明单宁酸与锈层有效螯合、硬脂酸与单宁酸铁层有效结合。硬脂酸以化学键合方式与锈蚀产物结合后，针状锈蚀产物变粗大，或局部产生相对致密的膜层，形成空气隔层，隔绝液态水，使腐蚀电流大幅下降，Warburg阻抗提升至原始状态的9.56倍，保护效率达到83.8%，稳定性优异。

 

（四）检测技术实践与创新

 

 

中国科学院高能物理研究所的李默涵老师以“CT基本原理与在金属文物研究中的应用”为主题进行报告。 

CT是一种重要的无损检测手段，在临床诊断、科学研究、工业检测、安全检查等领域发挥着不可替代的作用。近年来，国内外诸多团队将CT技术应用于铁器、青铜器等金属文物的研究和保护中，取得了较好的成果。另一方面，金属文物具有的特殊性质也给CT成像带来了挑战。本报告首先从物理过程、结构组成和成像算法角度介绍CT的基本工作原理。在此基础上，结合案例重点讨论金属文物CT成像的技术难点和现有解决办法，并对CT新技术在未来应用于金属文物成像的方法进行初步的探讨。 

天津博物馆的张夏老师在线上以“带锈铁质文物缓蚀电化学评价方法初探”为主题进行报告。 

缓蚀剂凭借其用量少、效果好、对文物影响不大的特性，在铁质文物保护中得到了广泛使用。铁质文物需带锈保护的要求使现有的许多缓蚀评价方法难以直接套用，但目前学界对带锈试样缓蚀评价的研究还不多。因此，全面系统地研究现有的缓蚀剂电化学评价方法并尝试将其用于带锈试样是很有意义的。本次报告基于保护理念要求和文物工作实际，对常用的缓蚀电化学评价方法在带锈条件下的应用进行了研究探讨。结果表明，开路电位监测可反映孤立金属电极的电化学性质变化，但应结合缓蚀剂种类确定评价标准；动电位扫描和电化学阻抗谱均是腐蚀电化学基本方法，所提供的极化曲线和阻抗谱均可有效反映缓蚀效果，应得到足够重视。 

北京科技大学的张昕瑞同学在线上以“基于CT技术的脆弱铁质文物有限元模型建立”为主题进行报告。 

生铁和生铁制钢技术是中国古代极为重要的发明创造，对中国乃至世界文明的发展做出了巨大贡献。但铁质文物极易遭受严重腐蚀，出土或出水后仍会进一步腐蚀劣化，部分铁质文物的稳定性变得极为脆弱。因此使用有限元分析手段，开发脆弱铁质文物稳定性的无损评估方法，对后续的保护修复工作有着重要的意义。目前，多数对文物开展的有限元分析工作都是基于三维扫描或Agisoft Photoscan进行三维建模，模型无法体现文物内部结构特征及缺陷分布情况。因此本次报告通过高精度CT扫描三维成像技术对脆弱铁质文物内部的物相稳定性与缺陷分布情况进行数字模型重构，将不同物相的力学参数引入有限元分析中，完成脆弱铁质文物有限元模型的初步建立。

 

 

中央民族大学和中国社会科学院考古研究所的杜萌萌同学以“高度矿化铁质文物的微生物加固应用技术初步研究”为主题进行报告。 

高度腐蚀矿化铁质文物是一类常见的馆藏脆弱铁质文物，其强度和结构稳定性较差，以往采用的加固方法多为有机高分子等材料，可能存在与脆弱铁质文物兼容性差、耦合度不高等问题。本次报告针对高度腐蚀矿化的馆藏脆弱铁质文物，拟研发一种新型稳定性无公害微生物加固技术。该研究基于生物矿化技术，进行室内微生物培养和筛选、文物本体加固应用技术研发等工作，旨在通过培养和筛选出能稳定生长的细菌，使该菌种在细胞内外合成或代谢所产生的铁矿物，能与高度腐蚀矿化脆弱铁质文物的本体成分保持一致或相近，并具有加固作用。在此基础上，进一步开展一种菌种的优化选育和馆藏脆弱铁质文物文物本体的加固应用。

 

 

北京大学的龚梓桑同学以“磁记忆在大型铁质文物无损检测中的应用—以故宫灵沼轩为例”为主题进行报告。 

故宫灵沼轩始建于1909年，是一座钢铁与砖石混合结构的西洋式五顶塔形水座铁楼，使用了大量铸造构件、轧制钢型材、机加工螺栓螺母等铁构件。铁柱等铸铁件由于材料含碳量高，韧性较差，在外应力和残留内应力的共同作用下，容易出现开裂和变形现象，威胁到建筑物的稳定性。横梁、窗框等钢型材的腐蚀较严重，存在层状腐蚀、变形、裂隙、矿化、残缺、断裂等病害现象。螺栓螺母等紧固件为碳钢材质，腐蚀较严重，在剪切力、腐蚀膨胀应力的作用下，易发生应力腐蚀断裂。 

铁构件作为灵沼轩的主要结构部件，探明其隐患部位和应力集中情况，对保障建筑整体的安全稳定至关重要。对于灵沼轩等室外大型铁质建筑，X射线成像、CT等探伤手段，由于安全性和便捷性的制约，难以用于铁构件的大范围应力检测。磁记忆技术设备轻便，无需激励，检测速度快，可实时显示检测结果，适合用于不可移动铁质文物的大范围无损检测。 

研究使用8通道双分量探头对灵沼轩铁构件进行磁记忆检测，共识别应力集中区域四百余处。横梁、水箱壁、铁柱等存在磁记忆异常信号，即磁场强度法向分量过零点、切向分量达极值，磁场梯度法向分量达极值。磁记忆检测结果精准定位需保护处理的位点，并对其开裂风险做出预警。

 

 

北京大学的贾明浩同学以“凝胶体系电化学阻抗谱评估单宁酸对铸铁文物的缓蚀效果”为主题进行报告。 

为克服电化学技术在金属文物原位检测应用的难点，设计琼脂和硫酸钠作为凝胶电解质，以铂网和银/氯化银电极与模拟古代铸铁文物构建三电极体系，运用电化学阻抗技术对带锈铸铁试样的腐蚀进行检测，有效监控单宁酸作为缓蚀保护材料的作用时效性。结果表明，单宁酸会在样品表面生成缓蚀膜结构，将初期锈蚀铸铁的表面电荷转移电阻提升约10倍，对长期腐蚀铸铁的锈层电阻提升3倍，表面电荷转移电阻提升约2倍。但缓蚀膜层存在微裂隙，在后续加速腐蚀过程中会导致腐蚀介质的渗入，诱导新锈蚀生成并破坏膜结构，从而丧失保护效果。试验探索基于凝胶电解质的电化学阻抗原位检测技术和扫描电镜微观形貌的数据关联性，为开展金属文物保护科学监测提供支撑。

 

 

 

文稿整理 | 胡沛、孙思原、 乔杨、陈昱羽、贾明浩

照片 | 林仕琦、尤文浩

审核 | 胡钢