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SPring-8放射光による文化財錆のナノスコピック解析とその考古環境学への応用

SPring-8 使用同步辐射对文化财产上的锈进行纳米分析及其在考古环境研究中的应用

基本信息

批准号：
10875144
负责人：
橋本敏
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka City University (1999)Kyoto University (1998)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875144/
关键词：
腐食錆環境鉄鋼材料文化財高強度X線

项目摘要

新しい世紀を間近に控えて,社会資本の充実とその長期耐久性確保の観点から,種々の構造物構成する鉄鋼材料の長期にわたる腐食特性を理解することは極めて重要である.しかしながら,工学的視点から系統的に鉄鋼の腐食研究が開始されたのは今世紀に入ってからであり,数百年以上の鉄鋼の腐食に関する知見はほとんど得られていない.本研究では,考古学的遺物に着目し,約500年を経て墓群から発掘された鉄釘について,そのさび層構造と耐食性について検討した.供試材は,(財)大阪府文化財調査研究センターにより発掘された2種類の鉄釘である.一方(記号:GN1)はほぼ原形をとどめており耐食性に優れると言える方(GN2)は著しい腐食により金属部分がほとんど残存していない.発掘地は,室町時代から戦国時代(14世紀〜16世紀)に造られた栗栖山南中世墓群の火葬場である.それぞれのさび層について,電子線回折法およびX線回折法によりさび相の同定と定量,光学顕微鏡およびTEMによる観察,ICP発光分光分析およびEPMAによる組成分析と主要元素分布の測定を行った.また,GN1については,残存していた金属部についても組成分析を行った.さび層は主としてX線的非晶質物質,マグネタイトおよびゲ-サイトにより構成されており,GN2ではアカガナイトも検出された.GN1のさび層はほぼ全域にわたり凹凸か少なく,約350μmの厚さを有し巨視的な欠陥は少ない.このさび層は容易に除去することができず極めて強固に金属部に密着しており,GN2のさび層が脆弱であることと対照的である.このGN1のさび層中にはP,Caの濃化が認められ,これらの元素がさび層の保護性を高めていると思われる.また,さび層表面は赤褐色を呈しており,X線回折により微量のヘマタイトが検出されたことから,腐食環境に曝される前に火葬による熱で薄いヘマタイト層が形成していたと推測される.

In the new century, it is very important to understand the long-term corrosion characteristics of iron and steel materials in order to ensure the long-term durability of social capital. From the viewpoint of engineering, systematic research on corrosion of iron and steel has begun in this century, and knowledge about corrosion of iron and steel for hundreds of years has been obtained. This study focuses on archaeological remains, which are about 500 years old. The test materials were collected from Osaka Prefecture Cultural and Financial Research Center, and two kinds of nails were found. One side (symbol:GN1) is opposite to the original shape (GN2) is opposite to the original shape (GN 1). In the Muromachi period, the tombs of the southern Middle Ages were built in the 14th century to the 16th century. The determination of the distribution of the main elements in the samples was carried out by means of electron ray reflection and X-ray reflection, optical microscopy and TEM,ICP spectrometric analysis and EPMA.また,GN1については,残存していた金属部についても组成分析を行った. The first layer is mainly amorphous substance of X-ray, and the second layer is composed of GN2, GN2 and GN1. The second layer is mainly amorphous substance of X-ray, GN2 and GN1. The third layer is mainly amorphous substance of X-ray, GN2 and GN1. The thickness of GN1 is about 350μm, and the thickness of GN1 is about 350μm. This layer is easy to remove. It is very strong. The metal part is dense. The GN2 layer is fragile. P,Ca concentrations in the layers of GN1 and GN 2 are higher than those in the layers of GN 1 and GN 2. The surface of the layer is reddish brown, X-ray reflection, trace of the layer is detected, and it is speculated that the layer is formed due to the exposure of the decaying environment.