摘要：目前X射线分析仪器在文物保护中的应用主要表现在文物病害、化学成分、组成结构以及真伪鉴定等方面。例如，扫描电子显微镜不仅可以观察文物显微结构，加上能谱后还可以分析文物化学成分和病害机理。X射线衍射仪可以对文物本体以及病害成分结构进行定性和半定量的分析。X射线荧光分析仪可以无损分析无机质文物的化学组成，对文物病害的检测起到借鉴作用。X射线探伤仪不仅可以观察文物结构和病害情况，还能分析出文物的制作工艺，为解决文物保护问题提供了重要的技术支撑。本文简单地回顾了几种常用的X射线分析方法在丹东奥龙射线仪器集团有限公司我国文物保护中的应用现状，并对现有分析技术提出了几点粗浅的看法。
关键词：X射线分析技术;文物保护;应用进展
1在文物考古中应用的原理
X射线是借助荧光屏显像的一种成像技术，具有穿透和荧光两个作用。X射线照相是借助各种摄影装置，利用X射线的吸收、穿透和感光等作用。将被检客体的影像记录在与X射线仪连接的电脑相应的程序中。传统光学成像方式与X射线平面成像有些差异，传统的光学成像，不管模拟成像或数字成像，均使用光学透镜，波长范围为紫外线、可见光和近红外线。X射线平面成像不用光学透镜成像。而是利用射线的直线传播，穿透物体，在物体背后放置X射线感光片将影像记录下来。X射线平面成像与光学成像相比，除了不用镜头外，最主要的是记录的信息并不相同。
2X射线分析技术在文物保护工作中的应用技术
2.1X射线荧光分析
X射线荧光分析（XRF）技术不仅可以准确检测文物主、次量元素的含量，也是目前文物无损分析运用最广泛的方法之一，还是一种无污染的环保分析技术。目前X射线荧光同时分析的元素有40余种[5-6]，关于这些元素的X射线荧光分析问题，如样品制备方法、测量条件选择、元素间的吸收增强等，已有大量文献报道[7]。大多数元素的分析方法已相当成熟，但是对Na之前的轻元素分析技术尚待开发。X射线荧光分析技术对陶瓷器、玉器、青铜器、金银器、颜料以及文物附着物等都可以做分析[8-9]。由于大多数文物都是混合物，因此，对文物的定量分析还需要有不同材质文物的标准样品，才可以得出具有可比性的定量分析结果。熊櫻菲[11]等人用XRF无损分析技术对景德镇明代洪武瓷的化学组成进行了研究，表明了明洪武不同品种瓷器采用的釉料不同，官窑洪武青花瓷和蓝釉瓷的色料采用了低锰高铁特征的钴料，洪武瓷胎料使用了二元配方。这些分析结果都是建立在采用同一陶瓷标准样品的前提下而得出的。朱善银[12]等用便携式XRF分析了元代釉里红瓷器，推测元代釉里红瓷器呈现灰色彩或者红彩较淡的主要原因是色料里铜含量较低导致的，与以往学者所说的元代釉里红是因为铜被烧飞而导致呈现灰色的结论有所不同。XRF分析结果还可以作为文物真伪鉴定、年代判别和产地研究的科学依据。目前我国尚缺乏为文物真伪、产地及年代判别作为依据的XRF数据库，若能为不同材质的文物建立各个时期的成分数据库，将可为文物事业提供很大帮助。
2.2.X射线衍射分析法
X射线衍射分析法（XRD），是根据结晶性物质形成的X射线衍射花样，对物质内部原子在空间分布的情况进行研究的方法。一定波长的X射线入射到晶体样品上，组成晶体的原子规则排列时，原子的间距与X射线数量级相同则会发生干涉现象，在一定方向上产生强的X射线衍射。这些衍射线在空间分布的位置和强度与物质的晶体结构对应，即X射线在物质晶体中的衍射现象是很多原子散射波相互干涉的综合结果。晶体形成的衍射花样反映出内部原子的分布规律。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆衍射花样的特征由两方面组成：一是衍射线在空间的分布规律，它取决于晶胞的大小、形状和位向；二是衍射线的强度，由原子的类别和原子在晶胞中所处的位置决定[9]。XRD是一种十分重要的材料物相及成分分析的方法。XRD在金属质文物的腐蚀机理研究，石质文物风化产物的分析，壁画制作材料的研究，以及矿石、矿物颜料等无机质文物的基体材料及蜕变产物研究中，得到了越来越广泛的应用。刘亮采用X射线衍射、便携式X荧光光谱仪等分析手段，对湖南出土青铜器的锈蚀产物进行了成分分析，由此推断出湖南青铜器的腐蚀属于吸氧电化学腐蚀[10]。张晓梅等人通过XRD揭示了丝织品的老化特征和作用过程，及相应结晶度的变化，为古代丝织品的老化机理研究提供了参考依据[11]。
2.3X射线照相技术
X射线穿过待测物体后有一定的损耗。对于有差异的物体如厚度、密度、缺陷等不同，射线的透过率也就不同，致使射线穿透后的强度有所不同，因而其与底片反应产生的灰度不同。根据灰度影像可判断物体的内部结构，揭示文物内部的缺陷及其他相关信息[18]。X射线照相技术作为一种无损分析手段，在文物保护领域常用于揭示文物的制作工艺、内部缺陷，可提取文物表面被覆盖的铭文、纹饰等信息，反映文物修复前后的情况，提供文物内部信息及病害的发展状况[19]。齐扬等人利用X射线探伤仪对汉阳陵陶俑等的制作工艺进行研究，并对其差异进行了分析讨论[20]。周华等人利用便携式X探伤仪对重庆大足千手观音进行了调查，发现千手观音石质雕刻品的金箔包裹本体存在不同程度的风化与裂隙，弥补了传统病害调查方法的不足，为大足千手观音的保护修复提供了有价值的信息[21]。丁忠明等人利用X射线探伤仪、CT技术测试了3把同心圆首剑，结果显示这3把同心圆首剑采用了两种铸造技术：浑铸技术与铸接技术，为此类剑的保护与保存提供了参考依据。
3利用X射线照相技术进行文物保护应注意的问题
3.1要与传统的数码技术相结合
数码相机照的照片，可以把器物表面的一些特征及信息反应出来。而两者相结合，第一有利于文物保护与制造工艺的研究；第二有利于文物保护操作工作的进行。所以个人认为，用X射线技术对文物进行研究时，应运用多种科学技术方法相结合进行测试，具有互补的作用。获取更多、更大量的信息，减少丢失任何有价值信息的可能性，对文物考古的相关研究可提供更全面的内在信息。
3.2要对X光片进行整体判读
从利于文物保护与研究的角度，在提取器物时，最好用整取的方法将器物内部任何遗物信息留存。在对器物进行清洗保护时，根据X射线片对器物的锈蚀物进行清理，这样就不会将器物本身破坏，也不会丢失任何信息，可以更准确地识别器物的内部构成与结构形貌。
X射线分析技术已成为文物保护的重要分析手段，随着国家对文物保护工作的重视程度加大，多学科的科研人员投入到文物保护行业中来。随着科研设备和分析手段的不断开发，利用X射线分析技术对文物进行分析检测的深度和范围也越来越广。以往只凭个人经验和肉眼观察文物病害的时代已被现代科学分析技术加科研工作者的研究经验所取代。不仅仅X射线分析技术，激光拉曼光谱、红外光谱和热释光光谱等多种光谱学方法均被已应用在文物保护中，以待更多专家学者的开发利用。
参考文献：
[1]王阳.X射线分析技术在文物保护工作中的应用[J].文物春秋,2017(02):62-66.
[2]高秀华.X射线探伤技术在文物保护及考古绘图中的应用[J].文物修复与研究,2016(00):203-208.
[3]高秀华.X射线探伤技术在文物保护及考古绘图中的应用[J].文物修复与研究,2016(00):203-208.
论文作者:袁霄宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
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