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古代青铜器锈蚀物的拉曼光谱分析
来源:东南科仪    发布时间:2014-09-10    阅读:3788次
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  人类历史上经历了一个以青铜制造器具、工具和武器为特征的人类物质文明发展的漫长时代,青铜文化在中国历史发展的进程中占有极其重要的地位。保存下来的青铜器的种类繁多、造型别致、结构复杂、铭文内容丰富,是研究这一时代政治、经济、文化、科技、艺术的珍贵实物资料,是祖先留给我们的珍贵遗产。

  古青铜器历经千年沧桑,现存的大都出现了不同程度的锈蚀,其黝翠斑斓的古斑,更增加了古香古色的艺术效果。然而,这些艺术珍品出土后,原有的相对稳定和平衡的环境被破坏,各种条件发生了变化,在新的环境下,空气的成分、温度、湿度、大气的污染、光的辐射,以及工业有害气体的腐蚀等,使其美丽的锈色改变或者消失。更为严重的是,这些因素会使青铜器的基体锈蚀风化,发生化学反应,形成一种有害锈,而患上青铜病(青铜粉状锈),在很短时间内,一件完整的青铜器便会化为粉末而消失。这种青铜病极其有传染性,能像瘟疫一样传播,可使周围的青铜器迅速被传染,直至全部彻底土崩瓦解。因此,出土青铜器的保护是一个重要的研究课题,通过研究其锈蚀物成分,可以找到合理保护古代青铜器的方法。

1:青铜器锈蚀样本

 

 

   拉曼光谱作为一种不破坏样本的无损检测手段,非常适合于考古样本的分析和检测,本文利用美国Enwave Optronics公司的便携式稳频激光拉曼光谱仪ProTT EZRaman A6532nm)对青铜器锈蚀物样本(图1)做了光谱扫描,发现样本上绿色部分的光谱图(图2)的拉曼特征峰与文献[1]报道中孔雀石的拉曼特征峰吻合;蓝色部分的光谱图(图3)的拉曼特征峰与文献[2]报道中蓝铜矿的拉曼特征峰吻合。由此可以判断此块青铜器锈蚀物样本中既有孔雀石的成分,也有蓝铜矿的成分。


 

2:绿色部分拉曼光谱图

 


 


3:蓝色部分拉曼光谱图

    碱式氯化铜是青铜病的主要成分,而孔雀石(Cu2(OH)2CO3)和蓝铜矿(Cu3[CO3]2(OH)2)主成分均为碱式碳酸铜矿物,属于出土青铜器的无害锈蚀物,故此次检测的样本无所谓的“青铜病”,保存良好。