文物组成与结构的变化形式

2023-07-30 理论教育版权反馈

【摘要】：文物实体材料在从其选材、制作加工成形，到使用、废弃、进入埋藏等过程中，其孔隙结构也会发生相应的变化。（三）文物实体材料的化学组成改变在环境因素的作用下，组成文物实体材料的各种材质，其化学成分会发生变化，通常称之为老化。因此，文物实体材料的化学组成成分的改变也是文物实体材料结构变化的主要形式。

文物实体材料结构在时间和环境因素的共同作用下，从微观结构到宏观结构都会发生一定程度的变化。一方面，材料本身的性质发生改变，从热力学角度来说，熵增原理的微观解释就是分子的热运动使得物质中分子从有序逐渐趋于无序的状态，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，分子热运动的结果是材料性能变化。另一方面，受文物实体材料所处环境的影响，包括埋藏环境、保存环境等，材料受到相应的水、光、热、微生物等因素的作用，发生了一系列不同程度和不同方向的老化、降解反应，使得材料本体结构产生了不可逆的变化，从宏观结构、亚微观结构到微观结构都发生了改变，进而使得材料的外观、理化性能等方面发生了变化，如颜色变化、脆弱、糟朽等。

文物实体材料组成与结构变化的表现形式：文物实体材料在经历了漫长时间的埋藏，与环境、水等因素作用之后，其从微观结构的化学组成、聚集态结构等到宏观的形状、结构等方面都发生了变化。从变化的尺度划分分为宏观、亚微观和微观结构的变化。但是从文物实体材料的物质属性等方面来说，文物实体材料变化主要表现在以下几方面：文物实体的结构和形状、文物实体的孔隙结构、文物实体的化学组成等，以及由于文物实体材料的上述变化引起的强度等力学性能的改变。

（一）文物实体的结构和形状的改变

文物作为一种具有一定形状的物质实体，其存在的前提条件就是形状和结构的稳定性。除了化学组成成分的稳定性之外，形状和结构稳定的前提条件还包括了文物实体结构力学上的稳定、文物实体材料本身的力学稳定等。从本质上来说，这一部分对应的就是文物实体材料的力学稳定性，例如，在埋藏或者存续过程中，由于重力作用、相互挤压、地震等作用引起的文物实体的力学失稳以及摩擦挤压变形等，以及温度、湿度变化引起的热胀冷缩、湿胀干缩等造成的应力集中，并由应力集中引起的文物实体材料变形、破裂、断裂等病害。文物实体材料力学性能稳定性是文物保护研究重点方向之一。

（二）文物实体材料的孔隙结构变化

文物实体材料是经历了数百上千年的古代材料，存在着各种尺寸、形状的孔隙，这些孔隙既包括材料的原生孔隙，也包括在加工、制作等工艺过程产生的次生孔隙。文物实体材料在从其选材、制作加工成形，到使用、废弃、进入埋藏等过程中，其孔隙结构也会发生相应的变化。在这些变化过程中，孔隙的数量、分布、结构、形状、尺寸等参数也会发生变化，孔隙结构的变化会引起文物实体材料的吸附性能、力学性能、化学组成稳定性的变化，因此，文物实体孔隙结构的变化也是文物实体材料发生变化的主要形式之一。

（三）文物实体材料的化学组成改变

在环境因素的作用下，组成文物实体材料的各种材质，其化学成分会发生变化，通常称之为老化。一般情况下，无论环境条件怎样变化，各种材料都会出现老化反应，文物实体材料也不例外。而文物实体材料在漫长的历史过程中，其埋藏、保存等环境中的温度、湿度、光照、臭氧、污染气体等因素，都会影响文物实体材料的老化，使文物实体材料发生不同程度和不同类型的腐蚀作用或者降解反应，文物实体材料会逐步转变为腐蚀、降解的产物。某些情况下，污染物也能与文物实体材料发生化学反应，使文物实体材料组成发生改变，如铁锈污染物常会促进有机质文物的炭化，铁锈污染部分出现黑斑，质地脆弱。伴生物也会随着不同的环境条件而发生一定的转化，如金属矿物中的伴生元素被氧化等，这种变化也造成了文物实体材料化学组成成分的改变。从材料学角度来说，文物实体材料的化学组成成分变化会引起文物实体的表面形貌、力学性能、结构等方面的改变。因此，文物实体材料的化学组成成分的改变也是文物实体材料结构变化的主要形式。

文物组成与结构的变化形式

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