文物中密度、状况分析检测方案(工业CT)

工业CT在文物无损保护中的应用 世界先民在悠久的历史进程中创造了辉煌的物质文明，为我们遗留下浩如烟海的文化遗存。而这些文物瑰宝都是由各种材质组成，了解文物材质及其病变规律，探知文物内部的工艺结构及损伤，是保护文物的先决条件。对文物的深层认知才能使我们更客观的选用有针对性的，切合实际的保护方法和材料，大大降低保护行为当中的冒险性，避免“保护性破坏”的盲动，更加有效地保护人类的文化遗产。 人类对于古物的珍藏及其保护由来已久。这主要源于人们对大自然规律的认知，即万事万物皆有生有灭。因此，人们总是想在力所能及的范畴之内，尽可能地去延长珍爱之物的寿命，减缓它的自然衰变的过程。于是人们利用各种手段和材料来挽救日见衰败的珍藏，这就衍生出相对于宏观法规而言的微观具象的文物保护技术。 目前科学的发展趋势表现为科学既是一个高度分化的同时又是一个高度综合化、整体化、社会化的体系。自然科学与社会科学日趋结合，更深刻、更全面地去反映自然与社会。 文物作为人类历史与文化的物质遗存，本身就是一个既体现自然又承载人文信息的综合体。因此，对于文物的研究自然应该顺应现代科学发展的总趋势。人们不再仅仅使用一台仪器，一种方法去判说文物，而是由表及里，自宏观至微观的去解读这些文化遗存，综合考量文物的价值。 高精度工业CT是世界上最先进的文物三维扫描技术，此系统釆用辐射成像原理，实现对文物的非接触式三维高精度扫描成像，可获得文物内部高精度的三维断层数据和材料信息，能够实现针对文物的精确定量无损检测与评价，把文物实物进行分层扫描获取三维数据模型，是一个实物数字化的微分过程。 丹东奥龙文物保护用工业CT 奥龙工业CT在文物无损检测领域主要有五个方面的基本应用: 一、检测对象内部各组分相对位置状况的判定： （a）柄头和十字护手部分； （b）柄头高压射线图像显示出柄头和剑柄之间的分界线； （c）X射线高分辨率图像结果显示，剑柄剑身和十字护手是分开铸接而非一体的； （d）射线图像显示的方向段，证明其一定存在手工锤击的过程。由图我们可以看到，由血沟至剑身外延，其线条方向呈45°。 上图为一把保存完好的铁剑的射线检测图像，从图像中我们可以清楚的看到古剑柄头和剑柄之间的分界线。 二、检测对象功能分析： 我们所观察的这把铁剑总长为845mm（33.27 in.）： (a)铁剑血沟的预估区域； (b) 对整个铁剑的数字化X射线成像显示出其血沟区域； (c) 数字化X射线图像处理结果显示铁剑长期受到腐蚀； (d) 剑身主要部分的3D曲面射线图像，显示出其血沟的形态 如果没有数字化X射线成像技术，其铁剑上的血沟几乎被氧化降解填满且覆盖，变得难以观察。 三、对检测对象结构尺寸的测量 下图为铁剑的数字化X射线检测，图a、b为其不同的锻接部位： (a) 八角剑柄和十字护手的俯视图； (b)十字护手和剑身的俯视图。 四、密度测量 铁剑的数字化X射线成像检测图像： （a）便携式平板数字化X射线成像系统的非晶硅数字面与剑的其中一段同处于晶硅面板之上； （b）剑尖损毁的剑身的数字化X射线图像处理结果显示其中央部分长期受到腐蚀。 通过数字化X射线成像，阴影部分的差异表明金属的各种不同密度。当X射线穿过密度较高的固体材料时，显示的结果为白色阴影。深色阴影部分表示孔隙度和密度较小的区域，而灰色的阴影表示不同程度的密度。X射线图像是各种不同因素结合得到的结果，如密度、孔隙度和氧化度。 五、逆向工程应用 图为可见青铜鼎腿部的断裂修复痕迹   随着现代科技的发展，人类已经不再满足于从表象去认识世界。而融合了物理、化学两大学科知识体系的综合性的检测设备——工业CT的出现，使人们无论从新兴的科技考古角度，还是文物的科技保护角度，都有了一种更深层次去剖析文物的期待。