淮安板闸遗址公园沉船考古木材保存状况评估研究

作     者：张彤 郭宏 李彤 赵庆尧 韩刘杨 ZHANG Tong;GUO Hong;LI Tong;ZHAO Qing-yao;HAN Liu-yang

作者机构：北京科技大学科技史与文化遗产学院北京100083 材料考古与保护教育部重点实验室北京100083 运城市文物保护中心山西运城044000 齐河德馨信息技术有限公司山东德州251121 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2025年第45卷第2期

页      面：501-506页

核心收录：

学科分类：082902[工学-木材科学与技术] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFC1521801)资助 

主　　题：考古木材 保存状况 红外光谱技术 热重分析 X射线衍射技术 

摘      要：随着我国考古事业的不断进步,沉船文物持续被发现、发掘,其保护工作日益受到重视。埋藏环境中的多种降解因素使考古木材的显微形态、化学组成、晶体结构以及物理力学性能均发生不可逆的转变,因此,在实施保护措施前对船木的保存状况进行准确评估至关重要。研究旨在确保江苏淮安大运河板闸遗址公园发掘的沉船文物得到有效的整体保存和保护,为此,选取了代表性的沉船考古木材样品,并对其降解程度进行了综合评估。首先识别考古木材的用材树种,依据最大含水率(MWC)和基本密度(BD)初步划分降解等级;此外,采用X射线衍射技术(XRD)计算木材纤维素的相对结晶度,并通过热重分析(TGA)测定考古木材的热稳定性,在此基础上使用红外光谱技术(FTIR)检测木材化学结构变化。结果表明,所选考古木材为樟木(Cinnamomum sp.),可分为轻度降解、中度降解和重度降解三个等级;健康木材纤维素的相对结晶度为58.87%,考古木材纤维素的相对结晶度为17.16%~36.42%,反映了考古木材纤维素结晶区的降解;健康木材的最大热解温度为366.73℃,考古木材的最大热解温度为340.38~365.67℃,表明考古木材中的大分子逐渐分解为小分子。红外光谱表明,在降解过程中半纤维素降解最为严重,在中、重度降解样品中,归属于半纤维素侧链乙酰基的1735 cm^(-1)处特征峰完全消失;随着降解程度增加,897 cm^(-1)特征峰强度逐渐降低,1424 cm^(-1)特征峰向低波数移动,表明纤维素的部分氢键随着降解程度的增加逐渐被破坏;木质素结构较为稳定,其中与芳香族骨架相关的特征峰强度显著增加,采用木质素与纤维素的比值进一步证实了上述结果。该研究对考古木材的保存状况进行了较直观的评价,为沉船后续保护工作提供了可靠的基础数据。