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无损探伤加三维激光扫描广泛应用于文物保护

2015-11-16 08:51
FlappyBird
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  在故宫近日90周年庆展出的43件修复文物中,有一副静静躺在玻璃柜中的小面具,并不特别引人关注,但故宫文保科技部副主任雷勇告诉记者,它绝对是检测修复过程中科技含金量很高的一个作品。

  据雷勇介绍,这幅辽代人面纹牌饰,又名人面铜甲片,虽然出土地点未知,但应是辽代契丹族墓葬陪葬品。在修复之前的照片上,表面有锈蚀、破损、缺失,整体情况非常脆弱。

  “对于准备修复、保护处理的金属文物,无损检测是十分重要的,恰当的分析工作可以取得文物成分、结构、缺陷等十分有用的信息,用以指导进一步的分析研究及后续的修复、保护处理工作。”实验室研究人员曲亮告诉记者,在对面具的前期检测关注工作中,他们先后用到了X射线照相、紫外激发荧光照相以及手持式X射线荧光光谱仪等无损分析方法。

  “首先我们使用了工业X射线探伤机,对面具进行X射线照片的拍摄,最终为面具拍摄了理想的X射线照片”。曲亮解释道,我们可以根据金属文物的X射线照片,来分辨器物的材质差异和结构信息,进而无损获得其内部的腐蚀程度、材质缺陷以及修补痕迹。

  通过对面具X射线照片的观察和面具表面诸多细节的推测,修复团队认为,由于金属文物修复一般使用有机胶黏剂,因此可以利用有机物在紫外光照射下所产生的荧光效应来无损观察并分辨出面具上曾经修复过的区域。

  接下来,他们在暗室环境下,使用365nm的长波紫外光源,对面具进行观察并照相获得了正反各个位置的紫外荧光照片,最后加以使用手持式X射线荧光光谱仪,对面具正面有绿色锈蚀的位置与无绿色锈蚀的基体位置,进行无损的成分定性分析。结果显示,两个点位的成分组成类似,均含有银、铜和锡三种金属元素,证明了该件面具应是银铜合金的产品。

  无损分析完成后,修复人员应用三维激光扫描技术对面具进行了外形的数字采集,并在计算机中完成了残缺部位的模拟补配修复。由于面具基体较薄,残缺部位形状复杂且弧度较大,较难采用传统的方法进行补配,修复人员利用3D打印技术制作了残缺部分精确的补块,经过多次颜色过渡、套色后,将整个面具修复部位的颜色调整到与面具整体相协调,达到比较理想的效果。至此,面具的整个修复过程才告完成。

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