基于无损检测分析技术在文物保护中的应用

徐佑成

摘 要：文物的检测与分析是文物保护工作中一项非常重要的内容，保护好祖先留下来的宝贵文化遗产，有利于凸显文物的政治、经济、历史、文化基础。随着我国精密仪器的不断发展，现代分析技术已广泛应用于文物保护领域，无损检测分析技术作为珍贵文物保护手段之一，对文物的修复与展陈有着十分重要的意义。笔者将从无损检测技术在文物中的具体应用情况进行分析，探讨无损检测技术在文物保护与展示工作中的作用及未来趋势。

关键词：无损检测技术 文物保护 文物展陈

中图分类号：TG115.28 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（b）-0054-02

在文物保护与利用工作中，文物的无损检测分析指的是不给所检测的文物带来任何物理和化学变化和危害的分析检测技术。使用无损检测技术进行文物保护工作的目的是为了获取文物重要信息，如文物的产地、年代、材质、工艺、病害及微观形貌等相关信息。总的来说，无损检测分析技术不是某种具体的检测技术，而是一个种类，是针对不同文物类别、颜色和材质，使用各种不同的分析方法获取文物关键信息的技术综合。在众多的文物检测分析中，无损检测分析技术并不是完全无损，而是将损伤尽量控制在允许的范围内。

1 文物保护工作中使用无损检测技术的目的

首先，我国大量文物属珍贵文物、稀缺资源，为保护文物不受损伤，在文物检测分析中采用无损检测分析技术尤为重要。其次，是获取文物保护和研究所需要的重要信息。总的来说，无损检测分析技术运用的主要目的有以下3个方面：（1）文物病害评估与分析；（2）辨别真伪；（3）获取文物信息。

2 无损检测分析技术在文物保护中的具体运用

在文物中使用无损检测分析技术，不仅需要进行文物尺寸、体积、重量、色度以及孔隙率等物理数据的测试，而且需要获得更多病害因素和成分来源的相关信息，从而对文物进行全方位分析。无损检测分析技术主要分为以下几个方面。

2.1 内部结构分析

内部结构分析所使用的技术主要包括X射线照相技术、超声波无损探伤技术、声波CT技术和电子衍射技术。X射线照相技术是一种根据X射线在胶片上的成像原理展示文物细微部分的技术，该技术具有影像透视清楚、照片可永久保留的特点，便于对比分析，但是由于操作复杂，设备费用较贵，一般应用于青铜器、木器、瓷器、漆器或书画等小型文物中。声波CT技术的工作原理是根据声波在不同介质中传播速度的不同将接收到的声波信号用CT原理进行成像处理，这种技术能够发现文物的内部缺陷，并提供二维图像或者三维立体成像，不受文物厚度和体积大小的限制，一般用在大型文物中。超声波无损探伤技术与声波CT技术的工作原理类似，都是根据声波在不同介质中传播速度的差异对反射波型号进行成像处理；而电子衍射技术则是根据运动电子束的波动性，入射电子的弹性散射波加强形成衍射波，能够检测文物的微区晶体结构和物像，是目前衍射技术在文物保护中较为常用的一项分析技术。

2.2 元素分析法

元素分析法的目的是检测文物的化学成分和定量分析，通过检测仪器对文物的化学成分进行科学分析，获得其中的数据，并且根据一些文物病害、材质及来源，分析文物的工艺及年代。元素分析法主要包括X射线荧光光谱法、原子吸收光谱法、中子活化分析法。X射线荧光光谱法是根据文物的样品经X射线照射后样品的原子被激发并放射出不同的X射线特征能量以及特征X射线的数目正比与元素的浓度来对文物进行定性的方法；原子吸收光谱法的原理是根据基态自有原子对辐射吸收量与待测元素浓度呈正比的关系进行测量的分析方法。这两种方法都是在原子结构基础上对文物材料和质地进行分析的方法。中子活化分析法是利用中子作为照射粒子的活化分析技术，其工作原理是根据元素被撞击后释放出具有特定能量的γ射线来确定元素种类的分析方法。这种方法自动化程度高，灵敏度高，能够同时测定一个样品中的多种元素。

2.3 成分分析方法

成分分析方法包括X射线衍射分析法、显微红外吸收光谱分析法和显微拉曼光谱分析法。X射线衍射分析法是通过对X射线束照射晶体样品时获得的物质衍射花样或衍射线条图谱的方法。这种方法主要在文物中无机化合物分析时使用。显微红外吸收光谱分析法的工作原理较为复杂，主要是根据样品在受到连续变化的红外光照射时分子震动导致的透射光强度减弱获得的红外光百分透射比数据，从这些数据中得到红外光谱，红外光谱就是分子结构特点的反应。这种技术一般用来检测未知物的结构组成或化学成分以及纯度鉴定。显微拉曼光谱分析法是一种散射光谱分析法，这种方法一般用于分析文物中没有偶极矩变化的有机化合物、无机化合物和液晶物像变化等分析。

2.4 表面分析法

表面分析法包括光学显微镜分析法、电子探针显微镜分析法、扫描电镜分析法和透射电子显微镜等分析法。光学显微镜分析法主要是用于文物保护处理方面，包括保护处理时间长短、文物的腐蚀过程和镀层等。电子探针显微镜分析法是一种利用电子束轰击固体样品表面，根据微区内所发射出的X射线波长的强弱进行元素定性的分析方法，主要用于文物化学成分的精确分析。扫描电镜分析法是利用扫描线圈的作用对试样表面进行电子束扫描，根据扫描过程中产生的各种型号来调节显像管的亮度从而产生图像。这种方法可以清晰地显示文物的表面形貌，主要用来观察损坏文物的断口表面的微观形态，分析断裂的原因，使文物工作者能够采取相应的措施。

3 无损检测技术在文物保护领域中的局限性与趋势

3.1 无损检测技术在文物保护中的局限性

目前，在文物保护工作中，无损检测技术还存在着技术水平不够完善、技术人员理论和操作水平不足、经费支持力度不够等问题。在无损检测技术方面，有些分析检测方法过于复杂，对操作的技术要求十分严格，而很多技术操作人员专业技术水平、理解深度和广度不够，在操作过程中难以全面地考虑检测分析技术和设备对文物造成的影响，同时，缺乏全面掌握文物的来源及历史资料，导致分析数据不够准确和详实。而政府重视和支持力度不够，也是影响无损检测技术发展的重要因素之一。无损检测技术对设备的要求很高，很多设备十分昂贵，对政府的财政支出是一个考验，但是文物保护也迫在眉睫，尤其是近年来各地基础建设对很多文物古迹的损坏十分严重，因此，加大对检测设备的配置和分析技术引进是加强文物保护的重要前提。

3.2 文物保护工作中无损检测技术的发展趋势

随着国家对文物保护工作逐步加强，全国各地无损检测分析技术正快速得到逐步应用和发展，检测分析技术正朝着综合化和自动化趋势发展，检测技术和设备发展越来越先进。在文物保护的严峻形势下，无损检测分析方法能够快速鉴定文物，并分析其存在的问题，进而采取有效保护措施进行文物保护。自动化和信息化技术在文物中的不断运用和发展，不仅有效提高了无损检测技术的效率，还能够避免人为因素的影响。

4 结语

在文物保护工作中，无损检测分析技术是文物科学研究的一个重要方向，也是文物工作者不可或缺的重要任务。随着无损检测技术的不断发展，无损检测技术在文物保护过程中会凸显其巨大的应用价值和显著的社会经济效益。因此，文物保护工作者应积极开展相关文物检测研究，并针对检测结果提出文物保护研究具体措施，促进我国文物保护工作的进一步发展。

参考文献

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