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藏品鑒定與材質分析

    藏品是博物館的物質基礎,征集入館的文物和標本,首要環節是監定,即運用統整的方法和現代科學技術手段,對其真實性,科學性做出確切的判斷,揭示其內涵。

    本文對傳統經驗鑒定法,考古學鑒定法,修復技術鑒定法,材質分析鑒定法做綜合性概述并闡明藏品材質分析與材質方法鑒定法的關系,重點講述藏品材質分析的各種方法、手段。  

    一、藏品鑒定概述

    藏品是博物館的物質基礎,為發展博物館事業,保護人類文化和自然歷史遺物,必須持續地進行文物和標本的征集,豐富博物館藏品。

    征集入館的文物和標本,首要環節是鑒定即運用傳統鑒別方法和現代科學技術手段,對其真實性和科學性,做出確切的判斷,揭示其內涵,包括判斷真偽、年代、材質、產地、工藝、來源、流傳經歷和完殘狀況,評定其歷史、藝術和科學價值,并確定其等級。依照本館藏品的入藏標準,決定該文物和標本是否收藏。

    藏品鑒定既是日常的藏品管理任務,也是一項細致的科學研究工作。藏品鑒定的過程,就是對藏品進行研究和著錄的過程。藏品入庫前的鑒定,僅是對讓藏品的初步鑒別,入藏后還要做更深入系統的研究。藏品公開陳列和論著出版后,實際是將研究對象公諸于世,讓學術和社會公眾進一步做多方鑒定,逐漸揭示藏品的內涵價值。  

    藏品鑒定的方法有四種  

    1.傳統經驗鑒定法

    中國的文物鑒定歷史悠久,早在春秋時期,對文物的考證和辨偽就已具雛形。歷代鑒定文物的經驗,已散記于古籍中,如:〈國語〉、〈呂氏春秋〉、〈史記〉、〈漢書〉等。至宋代已有文物鑒定導著問世,如呂大臨的〈考古國〉、歐陽修的〈集古圖〉、趙明誠的〈金石錄〉等,明代文物偽品大量出現,鑒定以辨偽為主,曹昭撰寫的〈格古要論〉,將文物分為古銅器、古畫、古墨跡、古漆器等十三門類,對文物概況和辨偽方法,皆做了論述。明高濂在〈遵生八箋〉中提出了銅器辨偽的原則。清廷大力提倡文物鑒定,梁詩正等奉敕編著的〈西清古鑒〉、〈西清古鑒〉、〈寧籌鑒古〉,逐步發展成較完整的體系。這些古文獻為藏品的鑒定提供了參考數據。

    傳統經驗鑒定主要依靠鑒定人員的豐富知識和經驗,用直觀方法對文物進行分類比較和經驗。而對古代文物見多識廣者,應首推文物收藏家和古玩經營者,因此文物鑒定人員多出自古玩行業。以北京為例,古玩商號始于何時,無從考證,但名人札記載述,琉璃廠自明代以來即為紙鋪、書肆、筆莊和古玩商鋪的匯集處,逐漸成為古玩市場,延續至今。古玩行業的繁榮,也造就了一批文物鑒定專家,其中部份人員陸續進入文物博物館界,成為藏品鑒定的業務骨干。

    由于傳統經驗鑒定主要是通過鑒定者的視覺、觸覺、嗅覺等直觀感覺,實現對文物真偽、時代的判斷。往往是對某件文物經觀察、掂摸、噢聞后,即能說出鑒定意見,故不少人對文物鑒定產生高深莫測的神秘感,也有的對這種含鑒定者主觀因素過多的鑒定方法懷疑態度。其實傳統經驗也是遵循事物規律的前題下進行的,經驗就是豐富實踐的濃縮。

    文物是一定歷史時期的產物,都具有其時代特征,熟練地當握時代特征,就能對歷代文物做出準確的鑒定結論。日常生活中可做到聞鑒辨人,這是你已掌握了對方語音動作的特點和規律,對文物也是如此。文物特征規律的掌握,可參考文獻記載,但更要的是鑒定者的實踐探索,熟能生巧,文物看多了自然從細微變化中長期積累出精湛的鑒定技巧。有些經驗是只能體會,很難言傳,更無法用文字表達。如鑒定青銅器要用手端起來掂一掂,這并非為檢查其重量,若用儀器稱量,真偽重量很相近難以區分,但用手掂的感覺則不同,古代青銅器掂感輕飄,而近代偽品則掂感沉墜,這種感受只能鑒定者自己知道。

    鑒定文物必須以掌握這類文物的發展史為基礎,再分別從其特征考察。例如鑒定青銅器要從形制、紋飾、銘文、材質、銹色、聲音、工藝等方面考察;鑒定陶瓷器要從造型、紋飾、款識、胎質、釉質、彩色、工藝、音響等方面考察;鑒定玉器要從色質、、玉質、器形、紋飾、琢工等方面考察;鑒定書畫要從風格、印章、紙絹、題跋、裝,璜等方面考察。

    傳統經驗鑒定法是被長期的應有實踐證實為行之有效的鑒定方法,至今以仍起著重要作用。但該方法的應用主要靠鑒定者本人的認識能力,同一件文物不同的鑒定者往往得出相反的結論。隨著仿制品日益增多,給文物鑒定帶來的難度越突出,文物鑒定的失誤率也在上升,資深的文物鑒定專家也難免被以假亂真的現所迷惑,出現鑒定差錯的事例是履見不鮮的。這就要求系統地總結整理傳統經驗鑒定法使之科學化,同時要開闊鑒定人員知識領域提高業務水平,并結合使用其它的鑒定方法。  

    2.考古學鑒定法

    考古學是依據古代人類通過各種活動所遺留的實物資料,進行人類古代社會歷史的研究。而實物數據多埋于地下,需要經過科學的調查發掘,將遺物系統地、完整地揭示收集。20世紀20世代方在中國出現以田野調查發掘為基礎的近代考古學。

    在沒有考古調查發掘之前,已有文物流傳于世,雖然有的文物也知道它出土何地,如著名的商代司毋戊鼎、西周大孟鼎、西周虢季子白盤等,由于未經科學地田野考古發屈,沒有考古發掘明確的層位記錄,故統稱傳世文物。考古發掘品之所以重要在于它應用考古地層學和考古類型學方法,根據發掘記錄做科學分析,所得的結論比之傳世品要準確可靠。

    以青銅器為例,在20世紀20至30年代,田野考古發掘剛剛起步,商王朝后期都城遺址殷墟出土的青銅容器也僅200多件。但至今,田野考古的成果,已積累豐富的實物資料,從時期而論,從夏、商、西周、春秋、戰國至秦漢;從出土地域而論,除華夏中原,在北方草原、東北邊陲、云貴高原、巴蜀盆地,東南沿海至全國各地皆有青銅器出土;從器物類別而論,從禮器、農具、工具、兵器、飲食器、酒器、盥水器、樂器、車馬器、生活用具等。如此系統豐富的實物數據,足可以考古發掘品為基礎,編制青銅器的發展演變標準系列。玉器、陶瓷器、漆器等也都形成各類文物的標準系列。

    考古學鑒定法,就是根據考古發掘品的標準器物,將需要鑒定的藏品進行比較分析,因為標準器己有確切年代、產地、銘文、紋飾、質地、工藝及造型特征,故分析待鑒定器物與標準器的異同,則可鑒別其真偽和時代。當然,也并非凡出土文物就沒有問題,偶然也會出現非正常情況。

    考古學鑒定法無疑是對傳統經驗鑒定法的補充或糾誤,但大量復制品的出現,甚至系列文物的復制,即使用考古發掘標準器比較,也難辨真偽。  

    3.修復技術鑒定法

    文物修復技術和復制工藝是聯為一體的,即修復與作偽是同時出現的。文物作偽由來已久,北宋以后復仿制品混在真品中者為數不少,將一件青銅殘器修改為兩件者;銅器殘片拼湊者;后補刻銅器銘文者;仿真品瓷器胎釉原料配方和工藝燒制者;依真跡勾填臨摹古畫者;用特殊技巧偽造古玉斑痕者...等,復制作偽技術己滲入文物的各門類。精湛的修復復制技術給文物鑒定帶來許多麻煩,增加了文物鑒定的難度,同時也說明文物修復復制技術的高超。

    既然文物作偽是文物修復者所為,當然他們熟悉作偽技巧和關鍵所在,讓文物修復技師從文物修復復制技術的角度去鑒別文物的真偽,則有其獨到之處。他們熟悉各類文物的作偽技術工藝和材料,鑒別文物真偽是得心應手的,故資深的文物修復專家往往也是文物鑒定專定。修復技術鑒定法目前已被重視并在系統總結,將會在文物鑒定工作中發揮重要作用。  

    4.材質分析鑒定法

    歷代各類質地的藏品,都是由不同材料構成的,應用現代科學技術手段分析測定藏品的化學元素成份、物質結構、微觀形貌、絕對年代;可為藏品鑒定提供客觀數據數據。因此,材質分析鑒定法是有廣闊前景的藏品鑒定方法。 

    材質分析鑒定法和藏品材質分析是兩個概念。將材質分析資料用于藏品真偽、時代的鑒定為材質分析鑒定法。而藏品材質分析的全部數據,不僅是用于鑒定文物,還可為保護和研究文物提供可靠依據。包括:探明藏品來源和產地、藏品制作工藝、藏品劣化質變機理、藏品流傳經歷和揭示考古信息遺存等。故學術界將此技術的應用,命名為實驗室考古或科技考古。

    以上四種鑒定方法,是隨時代和事業的前進而逐漸形成的,它們各具特色,應互相配合、取長補短、融合成完整的藏品鑒定方法。  

    二、藏品材質分析方法

    將現代科學技術引進用于藏品材質分析測定的方法已很多,含成份分析、結構分析、表面分析、微區分析、形貌分析、年代測定、無損探傷等方面。僅重點介紹如下方法和應用實例。

    1.濕化學分析

    是傳統的化學分析法,可確定各種物質中所有化學元素的組成及含量。精確度高、數據穩定、適用范圍廣,在普通的分析化學實驗室里就可以完成,適用于測定藏品的主要成份,金屬、陶瓷、磚瓦、玻璃、石材等無機質地藏品試樣皆可用此法。不足的是取樣量多,操作過程較長,對文物殘片或重復件很多者可采用。

    〈實例〉明代銅幣分析。中國鑄造金屬貨幣始于殷商,直至元代絕大多數以銅鉛钖合金的青銅為原料,其間僅極少以金、銀、純銅等制作。明代用料發生重大變化,由青銅改用銅鉛钖鋅四元合金,最后完全以銅鋅合金的黃銅鑄造成。

    實物險測結果表明:從大中通寶至弘治通寶主要為銅鉛钖合金,僅個別為銅鉛钖鋅合金。而嘉靖通寶其含鋅量在10%以上,多在15-20%之間,萬歷通寶的含鋅量在30%左右。故可得出明確結論,嘉靖及其以后的銅幣為銅鋅合金的黃銅。  

    2.原子吸收光譜分析( AAS )

    被分析的樣品霧化成原子蒸氣,利用氣態自由原子對同種原子發出的特征光譜的吸收現象,來確定物質中的元素組成及其含量。原子吸收光譜儀包括單色光源、原子霧化器、波長分離化器、波長分離系統、幅射換能器、甄別器和測量系統等部份,還可附計算器數據處理系統,直接得到樣品中的元素含量。此法分析速度快,靈敏度和準確度均很高,可測出含量為百萬分之幾的元素。適用于金屬、陶瓷、玻璃等無機質地藏品試樣的分析,取樣量為1-10毫克。由于樣品量少,取樣范圍小,因此要注意取樣的均勻性。

    <實例〉銅鼓合金成份分析。各地博物館數藏銅鼓達1400多件,北京科技大學曾對廣西、云南地區收藏的春秋至明清時期不同類型的96件銅鼓,用原子吸收光譜儀對銅鼓的合金成份進行分析。結果表明,銅鼓的合金成份主要是銅、钖、鉛三者之和平均在95%以上,含鋅、砷、銻、鐵均少量,系由原料夾入含金的雜質。早期銅鼓含钖鉛量很低,西漢以后銅鼓含钖鉛量增高,加入錫鉛可降低合金熔點。鉛可以改變高錫青銅脆弱性,適合鑲造大型薄壁銅鼓。適當降低含鉛量,可提高音響效果。銅鼓的合金成份隨著類型、時代、分布地區及治鑄技術的不同而呈一定規律性的變化,反映了銅鼓的起源、發展和傳播過程。  

    3. X 射線熒光分析( XRF )

    物質中的原子被高能的 X 射激發后,發出 X 射線熒光,這種熒光具有原子特征性質,不同的元素具有波長不同的特征 X 射線,其強度與元素的含量有關,故可測定物質中元素的成份和含量,適用于原子序數大于10的元素的檢測。但只能對物體表面20微米進行淺層分析,如瓷釉元素含量的測定,青銅器銹層元素成份的測定。此法測定元素范圍廣、簡便、快速、不必取樣,也無需化學制樣。故 X 射線熒光分析是適用于藏品分析的非破壞性無損檢測技術。

    〈實例〉玻璃分析。古玻璃器物不允許取樣的。為研究古玻璃的制作工藝,將中國歷史博物館數藏的從西周、戰國、西漢、魏晉南北朝至隋代的玻璃器用 X 射線熒光分析進行系統分析。

    學術界認為,古代西方的玻璃制品以天然純堿或含碳酸鈉,碳酸鉀的草木灰作助熔劑,而中國古代玻璃以方鉛鐮、白鉛礦或鉛丹為助熔劑。故通常以其成份為鉀鈉玻璃或鉛鋇玻璃來判定其制作工藝和產地。

    在被分析玻璃器中有一件河北景縣封氏墓出土的網變玻璃杯,造型紋飾有濃厚異風格,學術界對其來源也作過探討。用 X 射線熒光定性分析表明,玻璃材質以硅、鈣為主外,含較多的鉀,而不含鉛。故可認為該玻璃器是公元前五世紀從波斯或東羅馬輸入的。  

    4. X 射線衍射分析( XRD )

    結晶固體具有周期性的點陣結構,點間距離和 X 射線的波長屬同一數量級,晶體即為一個天然光柵,當 X 射線通過晶體時就會產生衍射現象,衍射圖像與強度和晶體結構有關。將這種衍射圖像拍成照片后,從衍射的方向可決定晶胞的形狀和大小;從衍射的花紋可決定晶胞中原子的分布。利用這些性質可鑒別被測物屬于某種化合物。 X 射線衍射分析是測定物質結構的重要方法,對金屬、陶瓷等藏品和無機顏料結構的確定有特效,能準確、快速地區分礦物和非晶物質。

   〈實例〉壁畫顏料分析。壁畫是中國古代藝術的瑰寶,敦煌莫高窟中從十六國、北魏、西魏、北周、隋、唐、五代、宋、西夏、元、清的44國洞窟中采集的白、藍、綠、紅、黑等顏料,用 X 射線衍射分析進行物質結構測定。

    從衍射圖表明,莫高窟所用的白色顏料有高嶺土〈 Al2Si2O3(OH)4 〉、方解石〈 CaCOs 〉、云母〈 KAl2Si3AlO10(OH)2 〉、滑石〈 Mg3Si4O10(OH)2 〉、石膏〈 CaSO4 . 2H2O 〉、碳酸鈣鎂石〈 Mg3Ca(CO3)4 〉、氯鉛礦〈 PbCl2 〉、硫酸鉛礦〈 PbSO4 〉、角鉛礦〈 PbCl2 . PbCO3 〉、白鉛礦〈 PbCO3 〉;藍色顏色有石青〈 2CuCO3 . Cu(OH)3 〉;綠色顏料有石綠〈 CuCO3 . Cu(OH) 2〉、氯銅礦〈 Cu2(OH)3Cl 〉;紅色顏料有朱砂〈 HgS 〉、鉛丹〈 Pb3O4 〉、紅土〈 Fe2O3 〉、雄黃〈 A3S 〉;黑色顏料有炭黑、鐵黑〈 Fe3O4 〉。古代畫師使用無機天然礦物顏料,除鉛丹在空氣長期氧化作用下成為棕黑色二氧化鉛外,其它石錄、石青、朱砂、紅土等,都非常穩定,使壁畫色澤至今仍光彩奪目。  

    5.紅外吸收光譜分析( IR )

    分子水平的物質,對波長為2.5-16微米紅外輻射的吸收,與分子的原子、化學鍵的強度和空間幾何構型三者有關,這三個特征是區別分子的依據,在兩個不同分子中,如三個特征一致,說明兩個分子是等同的,若三個特征中有任何差別,表明是不同的分子。以此為基礎確立的紅外吸收光譜區別各種有機化合物分子的依據。樣品僅需幾毫克,紅外光譜分析適用于測定有機質地藏品的化學結構、化學鍵和官能團。紅外吸收光譜儀,從分析到取得數據可自動進行,由計算器管理,操作簡便,分析速度快。

    〈實例〉漆器分析。山東臨沂鳳凰嶺東周墓出土的戈柄,采用紅外吸收光譜分析。從戈柄材料和戈柄髹飾物的紅外光譜圖得知,戈柄材質為木料,因譜圖含酚類化合物,這是被子植物普遍存在的物質,而氨基酸則大量存在于禾本植物中,故戈柄為木料而非竹子。髹飾物則為大漆。

    6.電子顯微微區分析( EPA )

    亦稱電子探針。用聚焦的電子流集中激發樣品1微米大小的區域,引起原子激發并發射出 X 射線,通過對 X 射線波長和強度的定量測定,可獲得物質化學成份的結果。如用電子流對樣品的小區域進行掃描,而在陰極射線管熒光屏上作同步掃描,用被測元素的特征 X 射線強度控制熒光屏的亮度,那么熒光屏上就可顯示樣品表面掃描區域被測元素的濃度分析圖。此法可適用于陶器-石器-金屬-玻璃-繪畫顏料的分析,尤其宜于做表層分析。

    〈實例〉青銅器分析。中國歷史博物館藏品戰國青銅器陳侯年敦,因鑒定者意見不一,而長期存疑,但銘文一直被引用,列入銅器銘文著作。用電子探針分析結果表明;敦蓋為銅鋅合金,敦底為銅錫合金。配合 X 射線探傷;敦器無裂痕、補配現象,即銘文與器為一整體,皆為青銅。可辨明敦蓋系后配,為真偽鑒別提供依據。  

    7.激光微區分析

    高強度的激光束聚焦在樣品微區,可產生 15000 ℃ 高溫,使微克級的樣品氣化,然后將此氣態光束送入光學系統按各種波長進行分析,從而確定化學元素性質和含量。激光分儀包括激光器、高倍顯微鏡、光譜攝譜儀,故亦稱激光顯微光譜分析儀。適用于無機質地藏品分析。

    此法是非破壞性取樣分析技術,但并非無損分析技術。因在測定時,在樣品上打一個直徑和深度為50微米的熔坑,相當于一根發絲的七分之一,取樣量1微克左右。就整個器物來講仍是完整的,但對藏品而言是要慎重的,故不能隨便地使用此法。優點是不受樣品大小、形狀限制,可很方便地對指定部位進行成份測定。

    〈實例〉秦劍分析。陜西臨潼出土秦代青銅劍和大量箭鏃,表面呈烏黑色,毫無銹蝕。經激光顯微光譜分析,證實其表面為一層含鉻的氧化物,推測秦劍和箭鏃的制作工藝是經過表面鉻化處理,是古人用鉻鐵礦、天然堿為原料,加工成鉻酸鹽,即紅礬。再把紅礬燒熔,將青銅兵器放入浸煮,即得此烏黑的防腐層。  

    8.電子能譜分析( ESCA )

    電子能譜分析法是近20多年發起來的新技術,其基本原理是用一定能量的電子、 X 射線或紫外光照射待分析樣品,將樣品表面原子中的電子激發成自由電子。測量這些電子能量的分布,從而得到待測樣品表面的元素組成、狀態等信息,即為電子能譜分析。依據激發源的不同,可分為 X 射線電子能譜、紫外光電子能譜、俄歇電子能譜。

    電子能譜分析是高靈敏度的表面分析技術,信息深度為5-5 0? ,絕對靈敏度 10 -18克。可用于金屬、陶瓷等藏品表面分析。  

    〈實例〉銅鏡分析。在戰國、漢、唐時期,有一種表面呈白亮狀白銅鏡,稱其為水銀沁銅鏡,這種白亮的表面,具有抗氧化耐腐蝕性能和反光能力強的優點,歷經千百年仍光可鑒人,但水銀沁的表面處理工藝已失傳。上海博物館經對東漢水銀沁銅鏡殘片,用 X 射線電子能譜分析和俄歇電子能譜分析結果表明;鏡表面的含錫量高于基體,表面富錫層厚度約為幾十至幾百納米,在富錫層表面,逐漸形成以二氧化錫為主要成份的透明致密的微晶能薄膜,故具有良好的耐腐蝕性能,從而揭示銀沁銅鏡的不解之謎。  

    9.電子顯微鏡( SEM )

    人的肉眼只能看清 0.2 毫米 左右的物體,一般光學顯微鏡可辨清 0.2 微米左右的物體,比肉眼增大 1000 倍。在文物鑒定中使用放大鏡、體視顥微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡等光學顯微鏡已較普遍。  

    電子顯微鏡以電子光學為理論基礎,發明于 1932 年,發明者在 1936 年度獲諾貝爾物理學獎。電子顯微鏡的分辨本領己成功地提高到1-2的量級,比肉眼增大了幾十萬至一百萬倍,成為研究認識微觀世界進行物體微觀形貌分析的有力工具。可用于陶瓷、金屬、巖石、紡織品、木材、紙張、骨角等各質地文物的鑒定。

    電子顯微鏡分透射電子顯微鏡( TEM )和掃描電子顯微鏡( SEM )兩類。透射電鏡是早期發展的電子顯微鏡,而掃描電鏡比透射鏡具有立體感強,放大倍數連續可調、制備樣品簡單等優點,故發展很快,為當代最有效的分析儀器。通過掃描電鏡可細微觀察物體表面,并進行元素分析和晶體結構分析。樣品稍加處理或不加處理就可放入電鏡觀察,這對文物鑒定是很適宜的。

    〈實例〉青銅器銹層分析。中國歷史博物館對安微壽縣春秋蔡侯墓出土編鐘的銹蝕物,在體視顯微鏡下放大觀察。發現銹層斷面從銅基體向外呈灰綠、藍綠、深赭、紫紅、鮮綠、深綠等色彩斑瀾的多孔腐蝕層,這些孔洞形成金屬與外界的通道,大氣中的二氧化碳、水汽和其它空氣污染物,可通過孔隙與銅體接觸發生腐蝕。顯微觀察可形像地了解,青銅腐蝕的原因。配合 X 射線衍射結構分析,可得知不同彩色的礦化物分別為;氧化亞銅、氧化銅、堿式氯化銅、堿式碳酸銅和二氧化硅。

    銀器分析。對廣州西漢南越王墓出土的銀器用掃電鏡觀察,并結合進行 X 射線能譜分析,其中銀匜的金屬基體成份分析結果為:銀99.4%、銅1.5%、鉛0.03%、鐵0.04%。表面飾金屬分析結果表明為金和汞。說明此文物為含少量雜質的鎏金銀器。  

    10.無損探傷技術

    無損探傷又稱無損檢驗,是利用儀器對器物內在質量進行非破壞性檢驗的新技術。其基本原理是對被檢物體內部或表面的不連續生信息,通過各種物理手段如光波、射線、超聲波、磁場等,在儀器,膠片或物體表面顯示出來。無損探傷技術在藏品檢驗中以 X 射線探傷應用最廣。

    X 射線透視已被普遍接受,方法簡便快速,肉眼難觀察的內部情況,經 X 射透視后可一目了然,可靠性高,可查明被測物內部的均勻度、厚度、材料質地等。由于 X 射線穿過厚度不均勻物體時,因密度、彎曲度均不同,故吸收的放射線也不同,將這些穿透被照物體的放射線,投射于感光膠卷上,就會產生黑白程度不同的影像。器物材料密度高、厚度大的能吸收較多的放射線,使膠卷感光較少,呈現白區較多;密度低、厚度小的材料,則射線透過量較大,呈現黑區較多。從而得到器物內部狀況的影像數據。

    X 射線探傷儀以其被波長不同分為軟 X 射線和硬 X 射線。波長越短, X 射線越硬;波長越長, X 射線越軟。通常稱皮長為0.5 ? 以上的 X 射線為軟 X 射線。軟 X 射線機的 X 射線管所用的陽極靶面材料是鋇,原子序數為42,放射特征譜線的波長為0.62 ? 和0.71 ? ,它們的波長在最適宜的范圍。適用于書畫、漆木器等藏品的探傷。硬 X 射線探傷機的 X 射線管所用的陽極靶面材料為鎢,其原子序數為74,它的放射特征譜線的波長為0.21 ? ,適于用金屬,陶瓷等材質藏品的探傷。

    應用軟 X 射線探傷可鑒別出古代書畫上已模糊的印跡,證實古畫真偽,從浙江河姆渡遺址出土的菱角的軟 X 射線探傷膠片,可見到菱的內部己碳化為低密度多孔疏松物質。還可發現漆器胎體的結構和修復部位。

    應用硬 X 射線探傷檢驗青銅器的實例很多,青銅器的鑄造缺陷、毀損裂隙、修復痕跡、補配部位、腐蝕程度等內部情況,皆可從 X 射線探傷得到答案,并可發現被覆蓋的銘文、花紋和裝飾等考古信息。  

    11.放射性碳素年代測定技術

    應用自然科學的規律測定藏品絕對年代的技術,為藏品鑒定開辟途徑,在近幾十年發展的斷代方法中,以放射性碳素法和熟釋法用于藏品鑒定者較多。

    放射性碳素測定法,由美國芝加哥大學 利比較 教授于 1949 年創建,并為此獲 1960 年諾貝爾獎金。近50年來,該法在世界上廣泛使用,主要用于測定藏品中木器、竹器、牙骨、貝殼、紙張、紡織品、生物標本等含碳有機物的年代。一般適用范圍在5萬年以內。

    自然界中的碳元素由三種同位素組成,其中 14 C 為天然放射性同位素。 14 C 與氧結合形成14 CO2 混入大氣二氧化碳中,通過光合作用被植物吸收,動物也都依賴植物生存,因此 14 C 擴散交換到整個生物界和一切與大氣二氧化碳相交換的含碳物質中。在生物體有生命期間,體內的 14 C 的來源,殘體內的 14 C 只能按每5730 ± 40年衰變一半的規律不斷減少。因此測定藏品標樣中殘余 14 C 的含量,就能推出生物體的死亡年代,即藏品材料的絕對年代。  

    12.熱釋光年代測定技術

    熱釋光是一種物理現象,是非金屬結晶固體受到放射性物質照射而積蓄的能量,在加熱過程中發出來的一種光。

    公元17世紀英國人羅伯特.博伊爾在冬季圍著火爐取暖,當他的手靠近火爐時,手指上那顆晶瑩微黃的寶石戒指,竟變成美麗的藍色。這不是由于燃燒而產生的化學發光,也不是寶石的熒光,而是熱釋光。

    1953 年美國威斯康辛大學 F .丹尼爾斯等人首先提出將這種奇異的發現用于文物年代測定的可能性。70年代初,英國牛油大學建立了研究室,為這項測定年代技術奠定了基礎。適用于測定藏品中陶瓷、磚瓦、籌造銅鐵器的泥范模具、窯爐、紅燒上等經高溫烘燒的粘上類非金屬無機物的年代。

    用來燒制陶瓷器原料是枮土,其中都含的微量的天然放射性物質鈾、釷和鉀-40,這些放射性物質的半衰期長達10億年,可做為提供每年固定劑量的放射源。粘土中晶體顆粒有石英、長石、云母等,它們具有記錄輻射劑量的本領,當晶體受放射性物質的射線輻射時,這些輻射能轉換成另一種能量而貯藏在晶體,內時間越久,貯藏的幅射能越多。

    陶瓷器的坯體放入窯中,經幾百年至上千年攝氏度的高溫燒制過程,其貯藏在粘土晶體的輻射能因高溫作用,而全部以可見光的形式釋放出來,所以剛燒制的陶瓷恰為熱釋光時鐘的零點。但陶瓷器中的放射性物質是燒不掉的,仍繼續放出射線,重新積累能量并隨時間而增加。年代越久,熱釋光量越多,就自然成為計算陶瓷器年代的依據。只要把陶瓷器燒成以后吸收的自然輻射累積劑量,除以放射源每年提供的固定劑量,即可得陶瓷器制作的年代。本方法測定范圍在100年至100萬年之間。但需在被測物底部或內壁取極少量粉末樣品,方可用熱釋光測量儀器進行劑量。

    熱釋光測定技術發明后,引起博物館界限大興趣。如一批收藏在國外博物館的珍品黑陶,被熱釋光測定為偽品。一件 80 cm 高的唐三彩駱駝,其真偽問題會在國際古藝術品市場爭執很久,而熱釋光測定結果為距今1130年,當屬唐代真品無疑。國內博物館一件彩陶壺,觀察似新石器時代遺物,但熱釋光測定純屬近代仿制品。此種實例很多,可見熱釋光對陶器的辨偽是有效的。

    此外還有:發射光譜分析、可見光和紫外光譜分析、等離子發射光譜分析、質譜分析、穆斯堡爾譜分析、中子活化分析等。  

    三、藏品材質分析在博物館工作中若干問題  

    1.藏品材質分析在博物館工作中的作用

    用現代科學技術對藏品進行材質分析,取得文物材料的分析測試數據、顯微攝影照片、無損探傷膠片等原始資料,并以此為依據對文物的化學成份、物質結構、制作工藝和產出年代作出結論。這項工作是博物館工作進入料學化的標志,它適應了博物館的鑒定、科技史和藝術史的研究、文物修復雜護技術的需要。因此,開展此項工作是必不可少的。  

    2.材質分析機構的設置

    建立材質分析實驗室需要各種現代分析儀器設備、相當規模的實驗室建筑、掌握專門技術的人才和維持設備運轉的經費。這些人、財、物的條件,并非一般博物館可以做到的。也沒有必要皆建立設備齊全的材質分析實驗室。可有以下形式:  

    (1)大型博物館建立材質分析機構。如美國史密森尼博物院,既有直屬的保護分析實驗室,也有各館單設的實驗室。博物館實驗室的儀器設備不要求齊全。

    (2)建立專門的研究機構。加拿大保護研究所、美國蓋蒂保護研究所、日本東京國立文化財研究所等、都是分析設備先進、測試手段齊全的文物材質分析機構,這種相對集中的形式是有益的。

    〈3〉博物館與大學、研究所聯合。在很多大學都有檢測手段齊備的分析測試中心或分散于各系的儀器設備,博物館與大學聯合可以充分發揮雙方的優勢,既提高了大學科儀設備的利用率,開辟了大學的科研領域;又解決了博物館的材質分析問題,且不必負擔設備的購買維護等難題。當然也要由博物館向大學提供必要的經費,大學也必須按文物的特殊要求進行分析工作。  

    3.分析樣品問題

    對藏品做分析測定,需以不損害文物為前題。不合理的破壞性取樣應絕對禁止。在科技領域所稱的無損檢測,并非絕對無損,如激光顯微光譜分析。所以如何采集藏品分析試樣,也是下列不可忽視的。

    可通過以下方法解決各試樣問題:(1)考古發掘時注意收集殘片,(2)在修復文物過程中收集自然產生的樣品;(3)必要時在不明顯的部份分取樣或采集劣化質變部份的試樣;(4)采用非破壞性無損分析技術;(5)研究改進適合文物的分析測定方法和設備。在博物館的藏品管理中,藏品分析樣品也應列入管理之列。  

    4.分析測試結論的確認和發展

    分析測試數據照片數據的綜合整理,是嚴肅的科學研究過程。對某件藏品要有多種分析方法從不同角度進行測試,綜合分析結果,以糾正誤差,做出確切的結論。分析測定技術是多學科的技術性強的工作,對各種儀器設備的使用范圍和特點要充分認識,做到方法合理、使用得當。對分析測試結果,還要給合考古學,科技史等學科的研究成果作分析判斷。要客觀地對待數據,不可為達到預計的目標,而對數據做選擇性取舍。隨便發表分析檢測結果,造成學術界非議的事例,值得引以為戒。  

﹝原載:《中小型博物館營運管理研習會-文物的庫存與維護研習手冊》行政院文化建設委員會,1997 年﹞

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