铜质文物是中国古代文明发展历程的重要物质载体, 具有多重价值。 铜质文物在埋藏和保存过程中会发生腐蚀, 导致器物表面被多种锈蚀产物覆盖。 各类锈蚀产物对文物稳定性的影响不同, 其中含氯锈蚀产物最受关注, 因其多与“青铜病”有关。 “青铜病”是一种由氯离子引发的快速腐蚀现象, 可能对铜质文物的本体造成严重危害。 因此, 锈蚀产物的快速、 准确鉴定对铜质文物的保护与研究具有重要意义。 本研究以中国国家博物馆藏铜半结跏泥金观音表面锈蚀产物为研究对象, 综合利用大幅面X射线荧光成像（MA-XRF）、 光纤反射光谱（FORS）、 扫描电镜能谱（SEM-EDS）、 激光共焦显微拉曼光谱（Raman）几种方法对锈蚀产物成分结构及分布位置进行分析研究。 研究结果表明该观音造像表面锈蚀产物主要包括碱式氯化铜（氯铜矿和斜氯铜矿）和蓝铜钠石。 此外, 还发现了一种含锌的碱式氯化铜, 推测其分子式为Cu3.52-3.64Zn0.36-0.48(OH)6Cl2。 这类锈蚀产物在铜质文物表面鲜少发现, 该研究结果为其鉴定研究提供了新的参考数据。 综合各类分析结果, 进一步揭示了观音造像表面各类锈蚀产物的分布情况, 确定了碱式氯化铜主要分布于观音造像头冠部、 面部、 手部、 腿部、 底座、 足部等位置。 研究结果为准确判断该件文物受“青铜病”影响的严重程度提供了科学依据, 对该观音造像的合理有效保护具有重要意义。 广域和微区分析方法的有效结合也为铜质文物锈蚀产物分析提供了新思路。

铁质文物是我国文化遗产的重要组成部分。 由于化学性质较为活泼, 铁质文物易发生腐蚀劣化。 锈蚀产物对铁质文物的稳定性有较大影响, 因此判断铁质文物锈蚀产物的组成特征, 对于铁质文物稳定性评估具有重要意义。 以赤铁矿（α-Fe2O3）, 磁铁矿（Fe3O4）, 四方纤铁矿（β-FeOOH）三种铁质文物的锈蚀产物为研究对象, 采用拉曼光谱成像结合主成分回归法（PCR）和偏最小二乘法（PLS）, 同时结合多种预处理方法, 构建了两组二元混合锈蚀（α-Fe2O3+Fe3O4, α-Fe2O3+β-FeOOH）的定量模型。 结果表明, 对于α-Fe2O3+Fe3O4二元体系, PCR和PLS算法构建模型的定量效果基本一致, α-Fe2O3和Fe3O4的PLS定量模型结果均表明, 一阶导数+Savitsky-Golay（S-G）平滑（9）条件下建模效果最好。 对于α-Fe2O3+β-FeOOH二元体系, PLS方法所构建模型优于PCR方法, α-Fe2O3和β-FeOOH的PLS定量模型结果均表明, MSC+S-G平滑（5）条件下建模效果最好。 研究结果为定量评估铁质文物锈蚀产物的化学稳定性提供了有效方法。

铁质文物是人类重要的文化遗产, 对于研究人类社会的发展与进步具有重要意义。 铁的活泼性较强、 容易发生腐蚀等特点使铁质文物成为金属类文物保护工作中的难点之一。 目前对于铁质文物保护修复和铁锈蚀产物定性分析研究较多, 而开展铁锈蚀产物定量表征的研究相对较少, 锈蚀产物的复杂性也增加了定量分析的难度。 为了解铁质文物锈蚀产物的成分及评估其稳定性, 建立一种定量分析铁质文物锈蚀产物的方法是十分必要的。 以铁质文物常见5种锈蚀产物(α-Fe2O3, Fe3O4, α-FeOOH, β-FeOOH, γ-FeOOH)为研究对象, 通过制作锈蚀产物模拟样品(三组二元混合物体系和一组四元混合物体系), 利用红外光谱结合TQ Analyst分析软件中经典最小二乘法(CLS)、 主成分回归法(PCR)和偏最小二乘法(PLS)分别对四组混合物构建定量分析模型。 研究结果表明, 三种定量分析模型中PCR与PLS均适合用于建立铁质文物锈蚀产物定量模型, 其校正均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)均较小、 相关系数接近于1。 定量模型具有良好的预测性和稳定性, 故可为定量分析铁质文物锈蚀产物, 进而为评估铁质文物化学稳定性提供依据。

余家坝遗址位于重庆市开州区(原开县)渠口镇钦云村余家坝东北部,是重庆三峡库区最重要的巴人遗存之一。自20世纪80年代该遗址被发现以后,先后进行四次发掘,出土随葬品中以青铜兵器为特色。本文利用超景深显微镜和激光拉曼光谱仪对重庆开州区余家坝遗址出土10件青铜剑的腐蚀产物进行无损形貌观察和结构分析,并探索其腐蚀原因,以期为后续开展的保护修复提供理论依据,同时为巴式青铜兵器腐蚀研究提供借鉴。分析结果显示,该批青铜剑的腐蚀可分为两类,第一类表面相对光滑、致密,其主要腐蚀产物为孔雀石、锡石和赤铜矿;第二类表面附着较多锈蚀,腐蚀产物种类较多,除孔雀石、锡石、赤铜矿外,还发现有磷铜矿、蓝磷铜矿、氯铜矿、水胆矾和磷氯铅矿等腐蚀物。在后续开展的保护工作中,应根据不同的腐蚀产物种类采取相对应的保护修复措施。

应用微区X射线衍射仪（μXRD）及高分辨透射电镜（HTEM）分析江西新干商墓出土的青铜器粉状锈蚀产物, 结果表明锈蚀产物主要为具有锡石结构的SnO2, 晶态形式为非晶与晶粒尺寸为4～5.7 nm的纳米晶共混; 能谱分析表明样品中除含有大量锡外, 还有少量的铜、 硅、 铅与铁等元素。 通过对锈蚀产物的高分辨透射电镜晶格条纹像计算, 说明纳米晶SnO2的晶格中并没有其他原子的掺杂; 对该锈蚀产物拉曼光谱的分析研究表明, 样品不含有表征SnO2的体相拉曼峰, 更具有非晶SnO2的特征, 而973 cm-1的弱而宽的峰表明样品含有非晶的硅酸盐类的锈蚀物, 推测锈蚀产物中的少量铜、 硅、 铅与铁等元素应以非晶的形式存在。