光譜法在考古學和藝術品分析中的應用

2024-11-13 11:01:23 68閱讀次數

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保存藝術品和其他古物需要徹底了解所涉材料的成分，賽默飛紅外光譜儀因其在鑒定中具有無損性質和特異性而經常用于考古遺址。

銅雕塑作為現代藝術品因其歷史價值、文化價值、審美價值、科技價值和時代價值被越來越多的博物館收藏。經過歲月的洗禮，雕塑上有時也會出現銹蝕產物，由于銅的很多銹蝕產物外觀比較相近，甚至混雜相生，僅靠經驗很難準確判斷，所以就需要使用科學的檢測方法和分析手段確定銹蝕產物的組成及準確位置，然后制定相應的保護方案。

中國國家博物館藏一件現代銅雕塑作品《哲學家梁漱溟》上出現了斑點狀銹蝕，這尊雕塑是吳為山先生于2006 年創作，銹蝕位置如圖1 箭頭所示，銹蝕產物呈淺綠色粉末狀、疏松銹蝕。取銹蝕產物作為樣品，用于銹蝕產物的形貌觀察、元素組成及物相結構分析。銹蝕產物非常少，很適合用紅外技術進行測試和分析。使用顯微紅外面掃描模式測量了區域銹蝕產物的面分布情況及其對應的紅外光譜和峰位如表1所示。

圖1 銅雕塑《哲學家梁漱溟》

表1銅雕塑銹蝕產物紅外光譜峰位及文獻中參考峰位

首先使用可見光掃描系統獲得銹蝕產物可見光圖像，以確定紅外掃描區域。從樣品的可見圖像上選擇分析區域，如圖2a，分析區域使用透射模式獲得銹蝕產物的紅外化學圖像，圖2是在1613cm-1處的化學成像。銹蝕產物Cu4Na4O(HCOO)8(OH)2·4H2O的紅外光譜如圖2c所示，與文獻中報道的甲酸銅Cu(HCOO)2·4H2O 的紅外光譜有一些相似。由此可以分析出銹蝕產物。

圖2銅雕塑銹蝕產物區域1的(a)可見光圖像，(b)1613cm－1 處化學成像，(c)紅外光譜; 區域2 的(d)可見光圖像，(e)1601cm－ 1 處化學成像，(f)紅外光譜

傅里葉變換紅外光譜法是一種強大的分析技術，其應用幾乎沒有限制，可對各種有機和無機樣品進行定性和定量分析。光譜儀的工作流程快速、簡單，提高了工作效率。傅立葉顯微紅外光譜技術無需制樣可直接分析樣品，靈敏度高，操作過程簡單、可視化程度高，能夠直接觀測銹蝕產物的顏色和形貌等，因此非常適合微量樣品分析檢測。通過成像部分可以確定檢測位置，對銹蝕產物種類進行初步判斷; 通過分析紅外光譜圖可以確定銹蝕產物的種類和成分。此外，通過超景深三維視頻顯微觀察、掃描電子顯微鏡能譜儀、顯微激光拉曼光譜等其他檢測手段對銅雕塑銹蝕產物取樣進行綜合分析。這些分析手段為銅雕塑保護方案的制定提供了重要信息支撐和理論依據。

參考文獻：[1]王克青,許夢穎,張鵬宇,等.一件中國國家博物館館藏銅雕塑銹蝕產物的分析研究[J].文物保護與考古科學,2022,34(05):43-52.DOI:10.16334/j.cnki.cn31-1652/k.20211102319.

標簽：賽默飛紅外賽默飛紅外光譜儀顯微紅外光譜儀

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