Page 51 - 无损检测2021年第三期
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杨海亮, 等:

            无损检测技术在纺织品文物保护中的应用


            O-H 、 N-H ) 在中红外光谱区基频吸收的倍频、 合                      国海洋光学的 QE65000 型高分辨微型光谱仪, 测试
            频和差频吸收带叠加而成的原理, 通过漫反射得到                            了 5 件敦煌出土的织物染料。测试时将织物直接放
            有机物的近红外吸收光谱, 该技术必须通过建立校                            置在载物台上, 在距离漫反射装置1cm 处进行原位

            正模型( 标定模型) 来实现对未知样品的定性或定量                          无损检测后, 获取了染料的特征反射光谱( 见图 4 )。

            分析。如美国的赛默 飞 microPHAZIR 型 便 携 式                    根据 不 同 染 料 的 反 射 特 征 峰 值 进 行 染 料 推 测,
            近红外光谱仪可通过漫反射得到有机物的近红外吸                            B159∶15 的紫外 - 可见吸收光谱中最大吸收波长为



            收光谱, 扫描光谱范围为 1600~2400nm , 单个样                    509nm , 是茜紫素的特征吸收波长, 故推测该件纺


            品扫描时间小于 3s 。使用该仪器鉴别丝棉麻毛样                           织品为印度茜草染色; B159∶18 红色部分的吸收峰

            品时, 可先选择有代表性的样品并测量其近红外光                            为 515nm , 说明当时可能使用红花进行染色; 该件
            谱, 然后采用 Savitzk y -Gola y 卷积求导法、 多元散射              文物的黄色部分无明显的特征吸收带; B159∶22 和


            校正( MSC )、 矢量归一化 ( SNV )、 偏 最 小 二 乘 法             B159∶23 均 为 绿 色 织 物, 在 紫 外 - 可 见 吸 收 光 谱 的

            ( PLS ) 等 方 法 进 行 化 学 计 量 并 建 立 校 正 模 型 ( 见       600~650nm 区域都有吸收峰, 说明这 2 件文物中
            图 3 ), 最后对未知样品组分或性质进行测定比对。                         可 能 存 在 靛 青 染 料, 其 中 B159∶22 上 还 发 现 有

                                                              419nm 的吸收峰, 说明可能存在黄酮类染料。











               图 3  丝棉麻毛标准样品的 S.Gola y +MSC 建模曲线
                 利用近红外光谱仪进行测试时, 需将古代纺织品                                图 4  不同染料的紫外 - 可见吸收光谱
            文物平放于检测平台, 先观察织物厚度和组织密度,                          2.6  颜料印迹
            样品厚度不能小于1mm , 若样品轻薄, 可在其下方衬                           多光谱摄影技术近十几年来在文物保护领域的

            垫具有高反射率的朗伯体材料, 增加检测的准确性;                           应用有了重要进展, 尤其在壁画保护方面。该方法
            在同一块被测面料的不同染色区域中, 可选择颜色较                           作为一种非介入或无损检测技术, 通过成像光谱仪
            浅的区域进行测试, 以此增加近红外光的反射率; 在                          记录被检物体在一定光谱范围内密集均匀分布的多
            测试样品中选取 5 个以上的区域进行近红外光谱图                           个窄波段单色光的反射光亮度分布或荧光亮度分

            采集, 并标注测试点, 以获得准确的检测结果。                            布, 形成由许多单色光影像构成的光谱影像, 包含了
            2.4  色彩数值                                          被检物体在多幅等间隔波长位置的窄波段单色光亮
               色彩数值对于文物复制和制作修复面料均有帮                            度分布影像, 该方法已被证明是文物保护学家和修
            助。可以使用便携式分光测色仪对文物的色彩数值                             复工作者的有力工具, 也逐渐在研究古代档案或纺
            进行测定。首先光照射到文物样品上, 经过反射到                            织品文物上的颜料印迹和颜色显示方面得以应用。
            达光栅进行分光, 然后使光信号转换成电信号, 最终                          如笔者采用美国海洋薄膜的 SPECTROCAM 型多
            转算成数字信号, 无损地获取色彩的 L , a , b 值。对                    光谱成像系统对敦煌出土的 1 件因污染物导致墨书
            于一些刺绣织物, 其染色的纤维纱线宽度远比目前                            印迹不明显的纺织品进行拍摄( 见图 5 ), 在可见光
            常见分光测色仪的测试口径要小, 难以准确测量文                            波段, 污染物图像信息仍存在[ 见图 5 ( a )], 而在红
            物上较细纱线的色彩数值。                                       外波段, 红外光穿透污染物层后反射了原有的字迹
            2.5  染料成分                                          信息, 使字迹能被清晰地识别出[ 见图 5 ( b )]。
               纺织品文物的染料记载着古代染色技术的发展                           2.7  元素组成
            与变化, 紫外 - 可见反射光谱技术作为染料鉴别的无                            纺织品文物的织金、 绘画等工艺也是了解纺织
            损检测技术能够较好地检测出文物的染料成分, 是                            历史的重要元素, 利用 XRF 技术, 可以对古代纺织
            目前常用的一种染料无损检测手段。如笔者采用美                             品上的颜料、 金属线等进行无损测试, 研究其成分组
                                                                                                         3
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