基于無損檢測分析技術在文物保護中的應用

徐佑成

摘 要：文物的檢測與分析是文物保護工作中一項非常重要的內容，保護好祖先留下來的寶貴文化遺產，有利于凸顯文物的政治、經濟、歷史、文化基礎。隨著我國精密儀器的不斷發展，現代分析技術已廣泛應用于文物保護領域，無損檢測分析技術作為珍貴文物保護手段之一，對文物的修復與展陳有著十分重要的意義。筆者將從無損檢測技術在文物中的具體應用情況進行分析，探討無損檢測技術在文物保護與展示工作中的作用及未來趨勢。

關鍵詞：無損檢測技術 文物保護 文物展陳

中圖分類號：TG115.28 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（b）-0054-02

在文物保護與利用工作中，文物的無損檢測分析指的是不給所檢測的文物帶來任何物理和化學變化和危害的分析檢測技術。使用無損檢測技術進行文物保護工作的目的是為了獲取文物重要信息，如文物的產地、年代、材質、工藝、病害及微觀形貌等相關信息。總的來說，無損檢測分析技術不是某種具體的檢測技術，而是一個種類，是針對不同文物類別、顏色和材質，使用各種不同的分析方法獲取文物關鍵信息的技術綜合。在眾多的文物檢測分析中，無損檢測分析技術并不是完全無損，而是將損傷盡量控制在允許的范圍內。

1 文物保護工作中使用無損檢測技術的目的

首先，我國大量文物屬珍貴文物、稀缺資源，為保護文物不受損傷，在文物檢測分析中采用無損檢測分析技術尤為重要。其次，是獲取文物保護和研究所需要的重要信息。總的來說，無損檢測分析技術運用的主要目的有以下3個方面：（1）文物病害評估與分析；（2）辨別真偽；（3）獲取文物信息。

2 無損檢測分析技術在文物保護中的具體運用

在文物中使用無損檢測分析技術，不僅需要進行文物尺寸、體積、重量、色度以及孔隙率等物理數據的測試，而且需要獲得更多病害因素和成分來源的相關信息，從而對文物進行全方位分析。無損檢測分析技術主要分為以下幾個方面。

2.1 內部結構分析

內部結構分析所使用的技術主要包括X射線照相技術、超聲波無損探傷技術、聲波CT技術和電子衍射技術。X射線照相技術是一種根據X射線在膠片上的成像原理展示文物細微部分的技術，該技術具有影像透視清楚、照片可永久保留的特點，便于對比分析，但是由于操作復雜，設備費用較貴，一般應用于青銅器、木器、瓷器、漆器或書畫等小型文物中。聲波CT技術的工作原理是根據聲波在不同介質中傳播速度的不同將接收到的聲波信號用CT原理進行成像處理，這種技術能夠發現文物的內部缺陷，并提供二維圖像或者三維立體成像，不受文物厚度和體積大小的限制，一般用在大型文物中。超聲波無損探傷技術與聲波CT技術的工作原理類似，都是根據聲波在不同介質中傳播速度的差異對反射波型號進行成像處理；而電子衍射技術則是根據運動電子束的波動性，入射電子的彈性散射波加強形成衍射波，能夠檢測文物的微區晶體結構和物像，是目前衍射技術在文物保護中較為常用的一項分析技術。

2.2 元素分析法

元素分析法的目的是檢測文物的化學成分和定量分析，通過檢測儀器對文物的化學成分進行科學分析，獲得其中的數據，并且根據一些文物病害、材質及來源，分析文物的工藝及年代。元素分析法主要包括X射線熒光光譜法、原子吸收光譜法、中子活化分析法。X射線熒光光譜法是根據文物的樣品經X射線照射后樣品的原子被激發并放射出不同的X射線特征能量以及特征X射線的數目正比與元素的濃度來對文物進行定性的方法；原子吸收光譜法的原理是根據基態自有原子對輻射吸收量與待測元素濃度呈正比的關系進行測量的分析方法。這兩種方法都是在原子結構基礎上對文物材料和質地進行分析的方法。中子活化分析法是利用中子作為照射粒子的活化分析技術，其工作原理是根據元素被撞擊后釋放出具有特定能量的γ射線來確定元素種類的分析方法。這種方法自動化程度高，靈敏度高，能夠同時測定一個樣品中的多種元素。

2.3 成分分析方法

成分分析方法包括X射線衍射分析法、顯微紅外吸收光譜分析法和顯微拉曼光譜分析法。X射線衍射分析法是通過對X射線束照射晶體樣品時獲得的物質衍射花樣或衍射線條圖譜的方法。這種方法主要在文物中無機化合物分析時使用。顯微紅外吸收光譜分析法的工作原理較為復雜，主要是根據樣品在受到連續變化的紅外光照射時分子震動導致的透射光強度減弱獲得的紅外光百分透射比數據，從這些數據中得到紅外光譜，紅外光譜就是分子結構特點的反應。這種技術一般用來檢測未知物的結構組成或化學成分以及純度鑒定。顯微拉曼光譜分析法是一種散射光譜分析法，這種方法一般用于分析文物中沒有偶極矩變化的有機化合物、無機化合物和液晶物像變化等分析。

2.4 表面分析法

表面分析法包括光學顯微鏡分析法、電子探針顯微鏡分析法、掃描電鏡分析法和透射電子顯微鏡等分析法。光學顯微鏡分析法主要是用于文物保護處理方面，包括保護處理時間長短、文物的腐蝕過程和鍍層等。電子探針顯微鏡分析法是一種利用電子束轟擊固體樣品表面，根據微區內所發射出的X射線波長的強弱進行元素定性的分析方法，主要用于文物化學成分的精確分析。掃描電鏡分析法是利用掃描線圈的作用對試樣表面進行電子束掃描，根據掃描過程中產生的各種型號來調節顯像管的亮度從而產生圖像。這種方法可以清晰地顯示文物的表面形貌，主要用來觀察損壞文物的斷口表面的微觀形態，分析斷裂的原因，使文物工作者能夠采取相應的措施。

3 無損檢測技術在文物保護領域中的局限性與趨勢

3.1 無損檢測技術在文物保護中的局限性

目前，在文物保護工作中，無損檢測技術還存在著技術水平不夠完善、技術人員理論和操作水平不足、經費支持力度不夠等問題。在無損檢測技術方面，有些分析檢測方法過于復雜，對操作的技術要求十分嚴格，而很多技術操作人員專業技術水平、理解深度和廣度不夠，在操作過程中難以全面地考慮檢測分析技術和設備對文物造成的影響，同時，缺乏全面掌握文物的來源及歷史資料，導致分析數據不夠準確和詳實。而政府重視和支持力度不夠，也是影響無損檢測技術發展的重要因素之一。無損檢測技術對設備的要求很高，很多設備十分昂貴，對政府的財政支出是一個考驗，但是文物保護也迫在眉睫，尤其是近年來各地基礎建設對很多文物古跡的損壞十分嚴重，因此，加大對檢測設備的配置和分析技術引進是加強文物保護的重要前提。

3.2 文物保護工作中無損檢測技術的發展趨勢

隨著國家對文物保護工作逐步加強，全國各地無損檢測分析技術正快速得到逐步應用和發展，檢測分析技術正朝著綜合化和自動化趨勢發展，檢測技術和設備發展越來越先進。在文物保護的嚴峻形勢下，無損檢測分析方法能夠快速鑒定文物，并分析其存在的問題，進而采取有效保護措施進行文物保護。自動化和信息化技術在文物中的不斷運用和發展，不僅有效提高了無損檢測技術的效率，還能夠避免人為因素的影響。

4 結語

在文物保護工作中，無損檢測分析技術是文物科學研究的一個重要方向，也是文物工作者不可或缺的重要任務。隨著無損檢測技術的不斷發展，無損檢測技術在文物保護過程中會凸顯其巨大的應用價值和顯著的社會經濟效益。因此，文物保護工作者應積極開展相關文物檢測研究，并針對檢測結果提出文物保護研究具體措施，促進我國文物保護工作的進一步發展。

參考文獻

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