拉曼光谱分析青铜器本体中锈蚀产物

青铜器锈蚀研究能够揭示出青铜器腐蚀机理, 为制定科学的保护措施提供重要的参考资料。目前, 青铜器锈蚀研究主要从其外部锈蚀产物入手, 通过锈蚀组成结构分析, 探讨其腐蚀机理。本文选择了保存较好青铜器本体样品进行了内部锈蚀情况研究。首先采用金相制备技术, 通过打磨、抛光和超声清洗处理后, 制备了断面相组织形态清晰的24件秦早期青铜器青铜本体样品。然后利用共聚焦显微拉曼光谱仪对样品夹杂物进行了光谱学研究, 发现其物相为PbCO3和PbO及Cu2O, 都属于常见的青铜合金腐蚀产物。样品金相组织中圆形或者大面积无规则亮灰色区域为Cu2O, 反映出青铜器表面不仅易于形成一定厚度Cu2O锈蚀层, 在相界之间也容易发生氧化反应生成Cu2O, 存在合金内部和外部同时发生腐蚀生成赤铜矿锈蚀的情况。此外, 拉曼光谱分析显示黑灰色物质主要为铅腐蚀产物——PbCO3和PbO, 反映出铅元素的腐蚀过程: Pb→PbO→PbCO3。在铸造态青铜合金组织中, 铅一般呈近圆形颗粒状态分布在相界之间。青铜器内部分布的铅颗粒在土壤埋藏环境中会发生氧化反应生成PbO, 再与地下水中溶解的CO2－3发生化学反应生成比较稳定的PbCO3。结果表明: 外界腐蚀因素(水、溶解氧和碳酸根等)能够通过合金中相界间通道进入青铜器内部, 在相界表面逐步发生反应形成以金属氧化物为主的腐蚀产物。     

新干商墓青铜器非晶与纳米晶锈蚀产物结构的分析研究

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4～5.7nm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973cm-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。     

一青铜耳杯锈蚀的拉曼光谱分析

利用超景深显微镜和激光共聚焦显微拉曼光谱仪,对重庆市云阳县丝栗包遗址出土的一件青铜耳杯的锈蚀产物进行分析。通过分析可知,该耳杯的锈蚀物主要有:磷氯铅矿(Pb_5(PO_4)_3Cl)、白铅矿(PbCO_3)、氧化铅(PbO)、赤铜矿(Cu_2O)、孔雀石(Cu_2CO_3(OH)_2)和蓝铜矿(Cu_3(CO_3)_2(OH)_2)。铅的腐蚀产物由内向外的分布为氧化铅、白铅矿和磷氯铅矿。据此推断锈蚀外层磷氯铅矿的形成过程可能为:铅氧化成氧化铅,之后转换成白铅矿,白铅矿在酸性、富含磷和氯的环境下转变成化学性质稳定的磷氯铅矿。     

彩绘瓷片的拉曼光谱分析

本文利用显微共焦拉曼光谱仪和傅里叶变换拉曼光谱仪,结合微聚焦X射线荧光光谱仪,对广州发掘出土的清代中期的彩绘瓷片进行了测试,分析了彩绘瓷上红色、蓝色、黄色、绿色、粉红色和黑色颜料以及彩绘上的腐蚀物。研究表明,红色颜料的着色剂为赤铁矿(α-Fe_2O_3),其颜色亮度的变化与其晶体晶格结构的变化有关,黄色颜料并不属于锑黄,而是铅锡黄Ⅱ型,样品5蓝色颜料是钴蓝(CoO·Al_2O_3),黑色颜料是氧化锰(MnO),彩绘的腐蚀物主要为碳酸铅、磷酸铅、炭黑等。其结果,对彩绘瓷器的保存与保护提供了一定的依据。     

山药近红外拉曼光谱分析

采用785 nm半导体激光光源,全息光栅和近红外增强CCD探测器等光电器件,构建了一套近红外拉曼光谱探测系统,测试获得了山药的拉曼光谱及拉曼一阶导数谱。山药拉曼光谱谱中出现了477, 863, 936 cm-1等较强的特征峰,主要归属为蛋白质、氨基酸、淀粉、多糖等物质,与已知山药生化成分基本相符。在山药拉曼一阶导数谱中,467,484,870,943 cm-1处出现明显特征峰。对比山药拉曼光谱,在600～800 cm-1,1 000～1 400 cm-1区域内,山药拉曼一阶导数谱变化较为明显,可以更为清晰地表现山药拉曼光谱,能作为山药拉曼光谱分析的补充方法。     

玻璃中气泡成分的拉曼光谱分析①

利用拉曼探针分析绿色玻璃中气泡及正常玻璃，并与硫的标准拉曼光谱进行对比，结果表明，玻璃中气泡的主要成分是硫。并研究了产生气泡的原因，为消除气泡、提高玻璃质量、改善玻璃生产工艺提供了科学依据。     

Nd-Fe-B永磁合金腐蚀产物的拉曼光谱研究

本文应用拉曼光谱法,研究了Nd—Fe—B永磁合金在NaCl,NaHSO_4水溶液及大气环境中的腐蚀产物组成及其变化。测定结果表明,Nd—Fe—B合金大气腐蚀产物的主要组成为:Nd(OH)_3,γ—FeOOH,α—FeOOH,Fe_3O_4及B_2O_3,在NaCl溶液中则有NdCl_3生成。在不同PH值的NaHSO_4溶液中,锈层的组成有所变化。据此,对Nd—Fe—B合金的腐蚀过程与机理进行了探讨。     

元代铜镜腐蚀情形的拉曼光谱研究

应用显微拉曼光谱和电子探针技术 ,对云南禄丰出土的元代铜镜腐蚀情形进行研究 ,确定了铜镜本体及其表面腐蚀产物的成分 ,并初步分析了元代青铜镜采用的防腐技术。拉曼实验结果表明 ,铜镜表面腐蚀产物的主要成分有CuCO3 ·Cu(OH) 2 和Cu2 O。实验还发现铜镜表面有一层铁铝合金 ,具有较好的防腐作用。对金属文物的研究 ,拉曼光谱被证明是一种很有效的方法     

蓬莱出土古代青铜器锈蚀产物的显微喇曼光谱分析

首次运用显微喇曼光谱(RM)技术,对山东省蓬莱市登州博物馆馆藏古代青铜器的锈蚀产物进行分析,发现锈蚀产物的成分比较复杂,主要有蓝铜矿、孔雀石、氯铜矿、副氯铜矿、白铅矿、黄铅矾及方解石。证实该馆多数青铜器上白绿色粉状锈蚀产物为氯铜矿及副氯铜矿的混合物,是引发“青铜病”的重要隐患,所以,对这批青铜器进行科学的保护处理迫在眉睫。     

激光拉曼光谱分析氢同位素的应用

拉曼光谱作为一种物质结构和成分分析的测试手段而被广泛应用.介绍分析了激光拉曼光谱法用于氢同位素分析的可行性,并综述介绍了国内外研究人员利用激光拉曼光谱在氚参与的放射反应监测分析、氢同位素定性检测、定量分析方法研究等方面开展的工作.     

拉曼光谱在文物考古领域的应用态势分析

对截止2015年3月拉曼光谱在文物考古领域应用的文献进行了梳理,分析了国内外拉曼光谱在文物考古领域的应用态势。从SCI/SSCI期刊库及中国知网期刊库及特刊库,检索了涉及拉曼光谱在文物考古领域应用的英文文献992篇,中文文献160篇。采用文献计量学的方法,分析了文章发表的年代分布、期刊分布、研究机构分布以及研究机构之间的合作关系、文章被引频次等状况;比较了国家地区之间研究实力的差异,国内外研究水平的差距。结果表明,进入21世纪以来,国内外拉曼光谱在文物博物馆领域的应用均显著增加,但国内与国外在文章发表数量、被引频次等指标上均尚存在一定差距。文献分析的结果同时也表明,在该领域存在着机构间、国家间等不同层面的广泛合作。以上结果可以为今后国内文物博物馆领域提高拉曼光谱的应用水平提供参考。     

遗传算法用于多组分拉曼光谱定量分析的研究

拉曼光谱是一种分子散射光谱,利用物质的特征拉曼光谱,可实现对其结构、成分、浓度等的检测.多组分物质拉曼光谱的定量分析是一个有待深入研究的课题.采用遗传算法程序对10组分的混合矿石样品的拟合拉曼光谱数据进行了分析,对同一条件下算法多次计算的结果和不同条件下算法的表现进行了讨论,分析了算法设计和基本参数的不同对算法收敛速度以及对计算结果的精确性和稳定性的影响,验证了遗传算法用于多组分样品拉曼光谱数据分析的可行性、有效性和精确性.     

农药草甘膦的拉曼光谱计算及分析

草甘膦(glyphosate)是一种高效、低毒、非选择性的芽后除草剂。本文首先给出了草甘膦分子的空间结构图,并用近似方法(Hartree-Fock,HF)对其进行了空间结构优化;然后分别用HF和密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)两种方法基于基组6-31G计算了该分子的振动特性,给出了拉曼光谱和红外光谱强度图,并对比了两种算法的拉曼光谱图和其实验光谱图,结果显示很好的一致性;本文还给出了草甘膦分子的各个键长、键角等空间结构参数,并对草甘膦分子在800cm-1～1600cm-1区间的振动谱做了指认。这些工作将促进针对草甘膦分子的农药残留检测领域的研究。     

有机液芯光纤拉曼谱测量的研究

我们选用CCl4和CS2混合溶液作为芯液制作了有机液芯光纤,采用后向泵浦的方式测量了光纤的拉曼光谱.实验中发现,随着溶质浓度和光纤长度的变化,拉曼谱强度也随之变化,并存在溶质最佳浓度和最佳光纤长度,这与理论分析值相符,并发现随着溶质浓度的降低,拉曼光谱线宽变窄.     

拉曼光谱技术在文物有机物鉴定中的应用

拉曼光谱作为一种"指纹光谱"可提供物质分子结构的有用信息,已广泛应用于考古及文物保护领域。拉曼光谱技术在文物有机物鉴定中具有测量简便、无损和微区检测等优势,成为文物鉴定的重要手段。本文系统阐述了拉曼光谱技术在文物有机染料、彩绘胶料、有机物残留物等分析方面的应用,指出了该技术应用于文物有机物鉴定研究的广阔前景,并展望了今后的发展方向。     

多菌灵农药的激光拉曼光谱分析

实验采集多菌灵农药的固体和液体拉曼光谱信号,对固体的原始拉曼光谱信号进行小波去噪预处理,利用正交试验方法筛选小波去噪参数的最优组合。结果表明,采用db2小波基函数、分解层数为2、阈值方案选择为rigrsure、重调方式为sln时,去噪效果最好,信噪比为62.483。根据不同官能团的振动模式,对去噪后的拉曼光谱分3个波数段(1 400～2 000,700～1 400,200～700 cm-1)进行谱峰归属和分析,得到了多菌灵农药分子在不同波数范围内的特征振动模式,其中,在619,725,964,1 022,1 265,1 274和1 478 cm-1处的拉曼信号较强,可作为固体多菌灵农药的特征峰。从多菌灵农药的液体拉曼光谱中,找到了629,727,1 001,1 219,1 258和1 365 cm-1特征峰,这些特征峰跟固体多菌灵农药的特征峰基本吻合。研究结果可为拉曼光谱分析技术在食品及农产品中农药残留的快速筛选提供判别依据。     

帕拉米韦三水合物的拉曼光谱计算与分析

为了提供基于拉曼光谱鉴定帕拉米韦三水合物的需要,本文通过微区拉曼光谱仪检测了帕拉米韦三水合物标准化学对照品的自然拉曼光谱,利用密度泛函方法计算了两种帕拉米韦三水合物同分异构体的理论拉曼光谱。提出了特征频率取样的拉曼光谱识别函数,并根据实验结论对理论光谱进行校正,得到了与实验匹配度较高的帕拉米韦三水合物的理论拉曼光谱。最后分析了实测光谱特征峰位的振动模式。     

EMD时频分析拉曼光谱和近红外光谱

用时频方法分析拉曼光谱和近红外光谱。经验模态分解光谱成为特征模态分量,模态分量比重计算显示拉曼光谱能量均匀分布于各个分量,而近红外光谱的低阶特征模态分量只承载了较少的原光谱有效信息。真实光谱和数值实验均显示,经验模态分解视拉曼光谱为调幅信号,具有高频能量吸附特性; 视近红外光谱为调频信号,在一阶特征模态分量中可以较好实现高频窄带解调。一阶特征模态分量希尔伯特变换显示,经验模态分解拉曼光谱时易出现模态混叠现象。进一步在时频域分析玉米叶片近红外光谱,经验模态分解后截掉低能量的一、二阶分量,用剩余特征模态分量重构光谱信号,均方根误差为1.001 1,相关系数为0.981 3,两个指标反映出重构精度较高; 分解趋势项表明在近红外光波段,吸光度随着波长的减小呈现递增趋势; 特征模态分量的希尔伯特变换显示,657 cm-1是碱胁迫光谱特有频率,可作为碱胁迫光谱特征频率来辨识。