无损检测物理方法的发展及其在完整文物研究中的应用

The lack of non-destructive physical methods aimed to the study of cultural relics is one of the important factors to limit our understanding on their comprehensive values. In the present research, we will focus on the development of portable energy dispersive XRF, portable laser Raman spectroscopy, optical coherence tomography (OCT) and laser induced breakdown spectroscopy (LIBS). Combing other relative techniques, we will preliminarily establish the technical system of non-destructive analysis based on physical methods, and successfully use this system to study intact movable silicate cultural relics such as jade, glass and ceramics artifacts. With the physical and chemical information systematically determined by relative techniques, further recognition on raw materials, provenance and making technology of movable silicate cultural relics could be achieved. The standard reference samples system and basic Raman spectra database will be established. Through comparative research, the accuracy and precision of invasive analytical equipment developed and affecting factors will be confirmed. The operating parameters will be optimized. Relative physical mechanisms related to LIBS and coherent anti-stokes Raman scattering (CARS) analysis for their application to characterize silicate cultural relics will be explored certain.

研究文物的无损检测物理方法的不完善极大限制了对文物综合价值的科学认知。本项目将重点发展便携式的能量色散型X射线荧光光谱和激光拉曼光谱分析技术，以及光学相干层析技术和激光诱导击穿离子光谱分析（LIBS）技术，结合其他技术，基本建立以无损物理检测方法为主的技术方法体系，并成功应用于完整可移动硅酸盐质文物（如古代玉器、玻璃、陶瓷）的科学研究，实现对该类文物物理、化学信息的系统获取，深化对文物的质地、溯源和制作工艺等研究。项目将建立化学成分无损定量分析的标准参考样品体系和硅酸盐质文物相关的拉曼光谱基础数据库；通过多方法的比较研究，确定所发展无损检测设备的准确度、精确度及其影响因素，优化操作参数；对LIBS和相干反斯托克斯拉曼散射应用于硅酸盐质文物研究所涉及的物理机制进行一定探讨。

文物研究无损检测物理方法的不完善极大限制了对文物综合价值的科学认知。本项目重点发展了便携式的能量色散型X射线荧光光谱（pXRF）和激光拉曼光谱分析技术，以及光学相干层析、三维扫描、多光谱成像和激光诱导击穿离子光谱分析（LIBS）技术，结合其他技术，基本建立以无损物理检测方法为主的技术方法体系，并成功应用于完整可移动硅酸盐质文物（如古代玉器、玻璃、陶瓷）及宝玉石矿物标本的科学研究，实现了对硅酸盐至文物物理、化学信息的系统获取，深化了对文物的质地、溯源和制作工艺等研究。项目建立了pXRF化学成分无损定量分析的标准参考样品体系及不同类别文物的定量分析工作曲线，建立了硅酸盐质文物相关的拉曼光谱基础数据库；通过多方法的比较研究，发展了无损检测设备的准确度、精确度及其影响因素，优化了操作参数。合作试制了便携式拉曼光谱仪、多光谱分析仪和三维扫描仪，并成功在陶瓷、玉器和玻璃等文物科学分析进行应用。