作者单位
摘要
北京国文琰文物保护发展有限公司, 北京 100029
甘肃省是我国石窟寺分布最为广泛的区域之一, 且多文明于世界。 云崖寺位于庄浪县, 初兴于北魏, 发展于北周, 繁荣于明代, 是陇东地区极为重要的石窟。 此处明代彩塑在石窟中独树一帜, 因文物价值高、 造型精美、 保存完整而备受关注, 对研究佛教艺术具有极为重要的价值。 以云崖寺石窟6号窟和7号窟彩塑为研究对象, 综合运用可见光摄影、 红外摄影、 超景深显微镜(OM)、 扫描电子显微镜及能谱(SEM-EDS)、 X射线衍射(XRD)、 便携X射线荧光(XRF)、 激光拉曼(Raman)等技术进行制作材料与工艺分析。 结果显示, 此处彩塑制作工艺与甘肃地区传统彩塑制作工艺相一致, 结构为骨架层、 泥塑层和彩绘层。 其中, 骨架层分两种, 即木骨架、 石胎结合木骨架。 石胎为崖体, 主要成分为石英、 钠长石、 钾长石、 微斜长石、 针铁矿等, 是典型的砂岩; 泥塑层分为粗泥层和细泥层, 制作时向内加入麦秆和麻作为添加材料, 主要成分有石英、 钠长石、 斜长石。 彩绘层由颜料层和金层组成, 其中, 红色颜料为朱砂和铅丹、 棕色颜料为铁红、 绿色颜料为氯铜矿、 白色颜料为白垩、 黑色颜料为炭黑, 7号窟部分彩塑使用雌黄作为橙色颜料。 彩塑在领口、 袖口、 纹样等多处使用沥粉贴金, 与贴金、 泥金、 拨金相比, 沥粉贴金更为立体, 增强了彩塑的庄重感和审美效果。 利用红外摄影获取油烟污损、 积尘等病害下的服饰纹样、 基座图案。 该工作全面分析了云崖寺明代彩塑制作工艺与材料, 有助于我国中小型石窟的系统研究, 亦可为此处石窟寺文物后续保护提供科学依据。
甘肃庄浪县 云崖寺石窟 彩塑 颜料层 激光拉曼 Zhuanglang County Gansu Province Yunya Temple Grottoes Painted sculptures Pigments Raman 
光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1501
作者单位
摘要
1 深圳大学材料学院, 广东 深圳 518060
2 深圳大学艺术学部美术与设计学院, 广东 深圳 518060
使用X射线荧光光谱分析仪研究了创作于1955年的油画作品“穿着晚礼服的女士”中的全域颜料的成分分布, 分析了该油画颜料的材料信息。 这幅创作于20世纪中叶的油画依然主要采用矿物质颜料, 同时也有少量区域开始采用有机颜料, 部分部位的油画颜料为作者自己配制的非标准油画颜料。 油画由于其艺术创作的特性, 部分颜色相近区域的成分含量基本一致, 仅有少部分区域出现较大波动, 因此特定区域的成分可作为该区域的独有的指纹信息作为其鉴定的一个依据。
油画 Oil painting XRF XRF O434.19 Pigments Whole-area component analysis 
光谱学与光谱分析
2022, 42(12): 3913
任德威 1,2,3,4,*李月明 1,2,3,4王竹梅 1,2,3,4李恺 1,2,3,4[ ... ]宋福生 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院
2 中国轻工业功能陶瓷材料重点实验室
3 江西省能量存储与转换陶瓷材料工程实验室
4 江西 景德镇 333403
γ-Ce2S3是一种无毒环保型大红无机色料,色泽鲜艳、遮盖力强、具有优异的抗紫外能力,但其抗氧化温度为350 ℃。为提升γ-Ce2S3大红色料的抗氧化温度,采用溶胶-凝胶法结合硫化升温工艺,合成了莫来石包裹的Na+掺杂型γ-Ce2S3大红色料 (记为γ-[Na]-Ce2S3@mullite),研究了莫来石的合成条件、不同预烧温度对包裹色料前驱体形貌以及色度的影响,并分析了包裹色料的温度稳定性。结果表明:当烧结温度为1 300 ℃保温3 h、n(Al):n(Si)=3.2:2.0(n为摩尔)时,可合成短棒状和类球状的莫来石晶体;当预烧温度为400 ℃,可获得最佳色度值的包裹色料:L*=36.24、a*=41.86、b*=36.26,该色料在空气气氛下800 ℃保温10 min仍具有良好的色度值:L*=29.84、a*=20.83、b*=18.17,表明γ-[Na]-Ce2S3@mullite可使γ-Ce2S3的温度稳定性从350 ℃提升至800 ℃。
伽马硫化铈 溶胶-凝胶法 莫来石包裹色料 gamma cerium sulphide sol-gel method mullite coating pigments 
硅酸盐学报
2022, 50(9): 2455
李治桥 1,2,*张翔 1,2马国军 1郑顶立 1[ ... ]王强 2
作者单位
摘要
1 武汉科技大学,钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,武汉 430081
2 武汉科技大学,钢铁冶金新工艺湖北省重点实验室,武汉 430081
不锈钢粉尘中所富含的过渡金属元素,如Fe、Cr、Ni和Mn,可用于制备黑色陶瓷颜料,从而实现不锈钢粉尘的无害化、资源化利用,并可为无钴黑色陶瓷颜料的开发提供新途径。根据Fe-Cr-Ni-Mn系黑色颜料的呈色机理,在不锈钢粉尘中添加适量化学试剂Fe2O3、Cr2O3、MnO和NiO,调节上述组分在混合物料中摩尔比为6:1:1:1。研究了不同工艺条件下所烧制黑色陶瓷颜料色度值的变化规律,并对颜料的呈色机理进行探讨。结果表明:烧制温度过高或保温时间过长都将导致含Cr尖晶石相分解,从而对颜料的呈色性能造成不利影响;颜料最佳烧制工艺为烧制温度1 175 ℃、保温30 min、采用随炉冷却方式,所制备颜料的L*值、a*值和b*值分别为37.20、0.13与0.02,其所含主要物相为Fe2O3与复合尖晶石相;颜料对可见光各波段的吸光度基本一致,禁带宽度为0.88 eV,呈纯正黑色,同时颜料颗粒细小、粒径分布均匀、分散性好,尖晶石相平均晶粒尺寸为26.795 nm,且颜料在20~1 100 ℃范围内显示出优异的热稳定性;将颜料应用于制备的陶瓷呈色效果良好,上述结果表明,所制备黑色陶瓷颜料具备优异的着色能力和应用潜力。
不锈钢粉尘 黑色陶瓷颜料 过渡金属元素 尖晶石 stainless steelmaking dust black ceramic pigments transition metal elements spinel 
硅酸盐学报
2022, 50(6): 1557
作者单位
摘要
1 西北民族大学中国语言文学学部, 甘肃 兰州 730030
2 兰州交通大学建筑与城市规划学院, 甘肃 兰州 730070
青海省热贡地区是安多藏区藏式建筑彩画艺术的重要产地, 作为热贡艺术的重要组成部分影响甚广。 热贡地方建筑彩画不仅是附着建筑栋梁之上的艺术瑰宝, 更是一项延续至今的传统技艺, 至今仍有大批传统匠人画师从事相关行业。 热贡地方建筑彩画有独立的用色方法和颜料制作工艺, 对其所用传统颜料进行科学检测是系统研究该地区建筑彩画的基础性工作, 在进一步研究热贡地区建筑彩画的制作工艺和艺术特色, 传承地方建筑彩画技艺和完善保护政策等方面具有积极意义。 通过对同仁市隆务寺夏日仓行宫火供殿所用当地传统建筑彩画颜料的采样, 运用X射线荧光光谱、 X射线衍射分析、 激光显微拉曼光谱分析等多种实验分析方法, 对颜料样品进行分析, 测定其主要显色物质和成分占比。 结果表明, 热贡地方建筑彩画所用颜料多为无机颜料; 蓝色颜料主要是人造群青; 绿色颜料的主要矿物组成为绿土, 显色物质为蒙脱石, 存在将植物色染料加入当地所产的富镁蒙脱石中混合使用的可能性; 红色颜料的主要矿物组成为铁红(赭石类红土), 通过焙烧富铁矿土来人工合成, 材料来自于当地吾屯村所产红色赭石类粘土; 黄色颜料主要矿物组成为密陀僧、 硫磺及其他植物色染料制备而成; 黑色颜料为碳黑, 符合木炭黑的性状特征; 白色颜料主要为生石灰及氧化镁粉, 并在其他颜料中广泛使用石灰及氧化镁粉作为调色颜料; 推测部分样品中含有包金土及植物色素染料、 其他人工合成颜料的可能性。 整体来看, 热贡地区建筑彩画所用颜料成本价格较低, 制取难度不大, 来源大多是当地常见的矿土料和动植物染料, 传统的制料工艺较简单, 颜料多呈现为组分复杂的混合物状态; 密陀僧、 包金土和群青等颜料多来自于内地及国外, 颜料人工合成的历史较早, 反映出热贡地区建筑彩画在颜料使用上不仅使用本土材料制备, 也广泛使用外来颜料的历史传统, 为进一步研究热贡地区建筑彩画领域内汉、 藏等多民族文化交往、 交流、 交融历史提供了良好实证材料。
热贡地区 建筑彩画 颜料 光谱特征 Regong area Architectural color painting Pigments Spectral Characteristics 
光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3519
作者单位
摘要
1 河海大学地球科学与工程学院, 江苏 南京 211100
2 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
3 故宫博物院, 北京 100009
红色系矿物颜料曾被艺术家们大量地使用在古画和古建筑上。 正确地识别出不同种类的红色系颜料对于文物监测与修复具有重要意义。 传统的颜料识别主要依靠化学分析, 不仅识别速度慢、 识别范围小, 而且对文物进行取样操作会造成文物的永久损伤。 高光谱技术对颜料进行无损识别可以很好地解决这些问题。 选用辰砂、 胭脂、 银朱、 朱膘、 朱砂、 赭石、 赭粉、 铁红、 土红、 西洋红10种红色系矿物颜料作为研究对象, 使用地物光谱仪在暗室中获取这10种红色系颜料在350~2 500 nm波段内的高光谱数据原始数字(DN)影像, 经反射率校正, 得到可直接用于光谱分析的反射率数据及光谱曲线。 基于10种红色系颜料不同的光谱曲线特性, 分两步筛选获取被区分颜料即目标颜料的光谱特征波段。 取目标颜料光谱曲线的极值点作为特征波段, 可以筛选得到目标颜料的初选光谱特征波段。 将其余9种颜料在初选光谱特征波段上对应的反射率与目标颜料在此波段上的反射率做差, 对于差值, 筛去离群值后求平方和, 不同波段对应不同的差值平方和, 选取差值平方和较大的前4个波段作为优选后的光谱特征波段。 基于归一化光谱指数模型公式[NDSI=(Ra-Rb)/(Ra+Rb), RaRb分别为目标颜料在光谱特征波段ab处的反射率值]对10种红色系颜料分别构建归一化光谱指数, 将目标颜料与其余9种红色系颜料在同一光谱特征波段处计算得到的光谱指数进行对比分析, 计算目标颜料光谱指数与其余颜料光谱指数的区分度, 以此作为评价区分效果的指标。 对于最终优选出的4个光谱特征波段, 可构建6个归一化光谱指数, 选择最小区分度最大的归一化光谱指数作为目标颜料的光谱特征指数。 研究结果显示, 在通过各自的光谱特征指数进行区分时, 每种目标颜料与其他颜料的最小区分度都保持在0.7以上(大于0.5可认为区分明显), 说明上述方法可以对各红色系颜料进行准确区分, 对于文物颜料的快速准确识别具有实践意义。
高光谱技术 文物 红色系颜料 光谱指数 Hyperspectral technology Cultural relic Red pigments Spectral index 
光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1588
作者单位
摘要
1 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室, 陕西 西安 710069
2 西北大学文化遗产学院, 陕西 西安 710069
3 西南民族大学旅游与历史文化学院, 四川 成都 610041
4 四川省文物考古研究院, 四川 成都 610041
巴中水宁寺摩崖造像以题材广泛、 形式多样、 雕刻精致著称于世, 但潮湿的环境, 不稳定的崖体, 半露天的保存环境使水宁寺石刻遭到了严重的破坏, 影响了石刻的艺术性, 因此水宁寺摩崖造像保护修复工作迫在眉睫。 通过对水宁寺石刻颜料的分析, 获取彩绘颜料的信息, 一方面为颜料复原提供科学依据, 另一方面也有利于文物工作者展开针对性保护工作, 具有重要的文物保护意义。 采用超景深三维视频显微分析、 X射线荧光光谱分析(XRF)、 X射线衍射实验分析(XRD)以及激光拉曼光谱分析, 从物质的外观、 结构和成分综合分析水宁寺摩岩造像颜料的主要组成矿物。 实验结果表明1号样品主要矿物为黄赭石, 2号样品主要矿物为铅丹, 3号样品主要矿物为石绿, 4号样品主要矿物为硫酸铅, 5号样品主要矿物为青金石, 6号样品主要矿物为针铁矿, 颜料下层的白粉层为二水石膏。 因造像长期暴露在潮湿、 半露天的的环境下, 少数颜料不能直接检测出标准物质, 需要根据相关资料进行二次分析, 如黄赭石因长期风化导致最后测出的主要矿物是Fe2O3; 铅丹在潮湿及微生物存在的环境条件下发生分解变成K2PbO2与PbO2; 针铁矿是由赤铁矿或黄铁矿经化学反应而生成的。 另外, 通过对比人造群青的合成时间与造像的开凿年代, 加之Fe元素的检出暗指天然青金石中金星的主要成分黄铁矿, 可以判断本样品的颜料是由天然青金石制作的, 丰富了天然青金石的使用案例。
水宁寺石窟 彩绘颜料 分析研究 Shuining Temple Grottoes Coloured drawing pigments Analysis and research 
光谱学与光谱分析
2022, 42(2): 505
作者单位
摘要
天津大学建筑学院, 天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室, 天津 300072
光源中的光谱辐射是造成彩绘文物褪色、 变色等颜色受损的重要原因, 但不同光源的光谱功率分布不同, 不同材料对各个波段光谱能量的吸收反射特性各异, 导致在相同曝光量下对彩绘文物造成的色彩损伤程度有很大差别, 特别是随着光谱构成灵活的LED(light emitting diode)在文物照明中的大量应用, 如何对光源进行照明损伤度评价是目前亟待解决的关键问题。 本研究在恒温恒湿条件下, 以10种不同波段窄带光谱作为实验光源、 以17种典型彩绘文物颜料作为实验样本开展累积1 440 h的照射实验, 以240 h为周期测量样本的CIE L*a*b*色彩参数并转换为色差指标。 绘制在10种窄带光谱照射下17种颜料的色差随曝光量变化曲线, 基于曲线分析明确不同波段光谱对各类颜料的色彩损伤响应规律, 并拟合得到颜料对光谱的响应函数, 建立彩绘文物照明光源的光谱损伤度评价公式。 研究结果表明: 首先, 无论在何种波段的光谱照射下, 颜料平均色差随着曝光量的增加而增加, 但增加幅度越来越小; 其次, 在相同曝光量下, 波长越短的光源对颜料损伤越大, 不同峰值波长对颜料色彩的影响比例为447 nm∶475 nm∶500 nm∶519 nm∶555 nm∶595 nm∶624 nm∶635 nm∶658 nm∶733 nm=1.000∶1.096∶0.816∶0.921∶0.853∶0.777∶0.814∶0.796∶0.706∶0.674; 第三, 基于光谱构成差异的光源损伤度评价公式为D=∫780380S(λ)〈0.468exp{-[(λ-462.9)/17.75]2}+0.6279exp{-[(λ-535.1)/12.13]2}+0.813 5exp{-[(λ-527.7)/463]2}〉dλ, 当使用光谱仪测得任意光源的相对光谱功率分布函数S(λ)后, 将所测数据代入公式便可计算出待测光源的色彩损伤值D, 成果可为彩绘文物照明中的光源选择和准入判定提供依据。
文物照明 可见光谱 无机颜料 色差 光谱损伤度 Cultural relics lighting Visible spectrum Inorganic pigments Color difference Spectrum damage 
光谱学与光谱分析
2021, 41(6): 1886
作者单位
摘要
国防科技大学空天科学学院陶瓷纤维及其复合材料重点实验室, 湖南 长沙 410073
成像光谱技术能够同时获取目标的图像特征和光谱特征, 很容易识别与背景环境光谱特征区别较大的传统伪装材料。 近年来, 成像光谱得到了迅速发展, 经历了多光谱技术到高光谱技术的跨越, 传感器的探测波段数、 光谱分辨率、 空间分辨率的显著提高。 得益于各国ISR无人机技术的应用, 高光谱传感器由星载拓展到机载, 可以在更近距离对**伪装目标进行识别, 对具有重要价值的**目标的生存能力构成巨大挑战。 目前, 应对高光谱的伪装材料主要设计思路是, 选择材料或材料体系具有与环境背景相似的颜色和光谱反射特征(传感器探测范围内)进行复合, 目的是与环境背景达到“同色同谱”来躲避高光谱侦察。 绿色植被是最常见的伪装背景, 也是本领域绝大部分研究的光谱模拟对象, 其反射光谱曲线在可见近红外波段具有: “绿峰”、 “红边”、 “近红外高原”和“水吸收带”四个主要特征, 分别由叶片的组织结构以及叶绿素和水分产生。 离体叶绿素光热稳定性较差, 不能直接用作伪装材料, 所以寻找和合成稳定性好、 具有类叶绿素结构及光谱特征的分子是当前的研究热点之一。 此外, 铬绿和钴绿是常用的伪装颜料, 具有类似绿色植被“绿峰”、 “红边”和“近红外高原”光谱反射特性, 研究者将其与高吸水填料复合来引入“水吸收峰”, 大致模拟出绿色植被反射光谱, 但是想要实现精确模拟, 仍存在一些难以解决的问题。 从绿色植被光谱特征出发, 分别阐述了模拟绿色植被可见光区和近红外光区光谱特征的材料选择依据及体系; 同时介绍了它们在精确模拟植被光谱时存在的问题, 以及通过改性和复合来提升光谱相似度和耐候性的相关研究工作, 总结并展望了绿色植被光谱模拟材料要解决的重难点问题和发展方向。
绿色植被 可见近红外反射光谱 叶绿素 无机颜料 Green vegetation Vis-NIR reflection spectra Chlorophyll Inorganic pigments 
光谱学与光谱分析
2021, 41(4): 1032
王桂芬 1,2,*张银雪 1,2徐文龙 1,2周雯 3[ ... ]曹文熙 3
作者单位
摘要
1 河海大学自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室, 江苏 南京 210098
2 河海大学海洋学院, 江苏 南京 210098
3 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室, 广东 广州 510301
4 中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室, 广东 广州 510301
基于南海海区2006年至2015年8个航次调查数据,采用导数光谱分析方法研究了浮游植物光谱吸收系数与南海典型色素浓度之间的相关特征,进一步建立了用于色素浓度估算的偏最小二乘回归模型(简称PLS回归模型)。研究结果表明:浮游植物吸收系数的导数光谱变化特征可用于关键色素浓度的定量估算,基于二阶导数光谱估算的结果稍优于四阶导数光谱;模型对总叶绿素a(TChl a)、光合有效类胡萝卜素(PSC)、岩藻黄素(Fuco)、19'-丁酰基氧化岩藻黄素(19But)、19'-乙酰基氧化岩藻黄素(19Hex)、硅甲藻黄素(Diadino)等表现出较高的精度,预测值与实测值之间的线性相关性较强,但对于光保护类胡萝卜素(PPC)和玉米黄素(Zea)的估算精度相对较低。与基于总叶绿素a浓度的经验模型相比,基于导数光谱的PLS回归模型对于PSC,Fuco,19Hex,Diadino等色素的估算效果相当,而对于19But,PPC,Zea等表现出一定的优势。不同种类色素浓度与吸收系数导数光谱之间的内在联系可能是造成不同色素估算精度差异的重要因素。建立的基于浮游植物吸收系数的导数光谱定量提取色素浓度的方法,可为深入细致研究浮游植物种群结构的高光谱水色卫星遥感提供参考。
海洋光学 吸收系数 浮游植物色素 导数光谱 高光谱 南海 
光学学报
2021, 41(6): 0601002

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