孫樂晨 周華

摘 要：X射線探傷技術具有無損檢測的特性，這個特性使其相對廣泛地應用于金屬文物保護修復方案的制訂中。文章以北京聯(lián)合大學文博館館藏的三件金屬文物為例，介紹X射線探傷技術在金屬文物保護修復方案制訂中的應用研究，X射線探傷技術可反映金屬文物的保存現(xiàn)狀，通過應用該技術，我們可以了解文物的腐蝕、破損情況，研究文物內部結構，揭示被銹蝕物覆蓋的紋飾，對修復過的文物進行記錄，方便重新修復或留存修復檔案。

關鍵詞：保護修復方案;X射線探傷技術;無損檢測

引言

隨著理論科學和應用科學技術的不斷進步和成熟，越來越多的科學分析方法、科學技術和儀器設備被引入文物與博物館行業(yè)中，實際應用于文物保護工作中，大大完善了文物保護體系，讓文物保護工作提升到一個新高度。

1 金屬文物保護修復方案

1.1 金屬文物保護修復方案的意義及作用

金屬文物在保護修復前，都會根據(jù)《中華人民共和國文物保護行業(yè)標準：館藏金屬文物保護修復方案編寫規(guī)范》和《中華人民共和國文物保護行業(yè)標準：館藏青銅器病害與圖示》等國家標準文件，制訂金屬文物保護修復方案。金屬文物保護修復方案在整個金屬文物保護修復過程中起到統(tǒng)領和指導的作用，方案的制訂與前期金屬文物病害、工藝、材質的研究，直接決定了整個保護修復項目的成功與否。

1.2 金屬文物保護修復方案和X射線探傷技術的關系

X射線探傷技術作為常見的無損檢測手段之一，在金屬文物保護修復方案的檢測分析中可以測定文物的內部結構、腐蝕、修復痕跡等狀況，為整體方案的制訂和單個文物保護修復技術提供選擇性的參考依據(jù)。

2 X射線探傷技術

2.1 X射線探傷技術的發(fā)展

射線檢測是目前五種常規(guī)無損檢測技術之一[1]，經(jīng)常被應用于航天、醫(yī)療、工業(yè)、軍事等諸多領域。從倫琴1895年發(fā)現(xiàn)X射線開始，X射線技術逐步在射線檢測技術中扮演著重要角色，并且X射線探傷技術在眾多引入文物保護的科學技術中，也同樣占據(jù)著重要的科技分析地位。楊軍昌、韓汝玢曾做過研究[2]，對X射線探傷技術應用于文物研究領域的發(fā)展歷程做了簡要的概述。國外從20世紀二三十年代開始把X射線探傷技術應用于文物藝術品研究中。受到當時的技術限制，它的應用主要限于紙質文物藝術品，如繪畫、油畫、郵票等，目的是真?zhèn)舞b別，以及捕捉藝術家創(chuàng)作構思或藝術家思想變化（通過比較藝術家底稿和作品的差別）[3]。中國從20世紀70年代開始把X射線探傷技術應用在文物研究中，發(fā)展到今天，X射線探傷技術較為成熟、全面地應用于文物保護工作中，X射線探傷技術讓文物保護工作更加科學化、系統(tǒng)化。

2.2 X射線探傷技術在金屬文物中的應用

參考胡東波的研究[4]，X射線探傷技術在金屬文物領域的應用主要有三方面：一是了解文物內部的腐蝕、破損情況。X射線探傷技術可以揭示金屬文物內部不同部位、不同形式、不同程度的腐蝕和破損情況，進而可以為后期金屬文物保護修復方案的制訂和修復方法的選擇提供依據(jù)。二是研究文物內部的結構。通過應用X射線探傷技術，我們可以了解文物本體上由于被銹蝕層遮蓋肉眼無法辨認的紋飾、銘文、鑄造工藝等信息。三是認知文物的修復情況。已修復的金屬文物，通過X射線探傷技術，可以得知文物的補配、粘接、焊接等修復情況，為以后再次修復提供便利的影像資料或進行修復資料留存。

2.3 X射線探傷技術在金屬文物保護修復方案中的應用方法

在具體應用X射線探傷技術對金屬文物進行分析檢測時，應記錄拍攝電壓、拍攝電流、拍攝時間、拍攝距離①、焦點等基本信息。在金屬文物保護修復方案中插入文物照片和X射線探傷照片，并在照片后面附上相應的分析或說明，為后面保護修復技術路線的制訂和修復方法的選擇提供指導性建議。下面通過具體案例來介紹X射線探傷技術在金屬文物保護修復方案中的應用。

3 X射線探傷設備及拍攝安全

3.1 X射線探傷拍攝設備

X射線探傷設備為依科視朗固定型Y.TU320-D03定向油冷型雙極金屬陶瓷X射線管。管電壓15～320千伏;在最高電壓時，最大管電流可達13.0毫安;束射角為40度;焦點尺寸根據(jù)EN12543測定可分為3.0毫米和5.5毫米兩種。經(jīng)過測試，拍攝距離為X射線管發(fā)射源到被檢測物體最高處75±5厘米的高度最為合適。工作時，可通過鉛房外控制臺調節(jié)電壓、電流、焦點、拍攝時間等具體參數(shù)。

3.2 X射線膠片和增感屏

X射線探傷實驗室的膠片分為30厘米×38厘米的大膠片和10厘米×12厘米的小膠片，膠片由感光乳劑、片基、保護層、結合層四部分組成，片基由聚酯制成。單張膠片理論可以進行一千次成像拍攝，但隨著成像次數(shù)和使用時間的加長，會造成膠片成像質量下降和膠片磨損程度增加，容易出現(xiàn)成像模糊或是出現(xiàn)與拍攝物體信息無關的偽信息。

為了增加膠片的成像質量，得到更好的圖像信息，在X射線拍攝時，選用厚度在0.03毫米的鉛箔增感前屏和0.10毫米的鉛箔增感后屏，并將前后增感屏和膠片同時放入黑色的暗袋中進行拍攝。

3.3 X射線成像系統(tǒng)

使用數(shù)字化的CR（Computed Radiography）X射線成像系統(tǒng)。德國德爾公司HD-CR35NDT計算機成像板掃描儀與傳統(tǒng)X射線膠片成像技術相比，大大節(jié)省了成本，省去底片、洗片機、化學液體、暗房、觀片燈等設備，配備專用的計算機，結合圖像軟件，通過簡易的步驟就能夠取得高分辨率的圖像，而且也大大減少了成像時間，形成了巨大優(yōu)勢。

3.4 X射線安全防護系統(tǒng)

為防止輻射泄漏和實時檢測輻射劑量，實驗室安裝了鉛房，并配備了個人輻射劑量儀和熱釋光核輻射劑量片，保證實驗人員的人身安全。

4 案例分析

4.1 漢四乳四虺紋銅鏡

4.1.1 文物基本信息

漢四乳四虺紋銅鏡為北京聯(lián)合大學文博館于2015年從社會征集而來，銅鏡直徑10厘米，重183.2克，厚0.3厘米。形制圓形，素緣，半球形鈕，圓鈕座內上下、左右各裝飾對稱的三豎短線。座外飾四虺紋，相間以四乳釘。以櫛齒紋相隔區(qū)間。鏡面土銹嚴重，整個鏡子斷裂成兩半，但是銅質仍保存良好。

4.1.2 X射線探傷成像及拍攝參數(shù)

X射線探傷成像和拍攝參數(shù)詳見表1和表2。

4.1.3 分析

從探傷照片中可以看到，因為銅鏡最外區(qū)、四乳釘、內區(qū)和半球形鈕四部分銅質較好，厚度和密度也較高，設定的X射線參數(shù)沒有照透這四部分，所以在X射線探傷照片中呈高亮白色;其他紋飾和區(qū)域雖然銅質也較好，但是由于厚度較薄，密度較低，所以在探傷照片中呈現(xiàn)較暗。并且在探傷照片中還可以發(fā)現(xiàn)，斷裂的兩塊器物內部其實是存在6條暗裂的，這些暗裂在肉眼和宏觀照片下是看不到的，而在X射線的照射下就顯露出來，所以在保護這枚漢四乳四虺紋銅鏡時，需要對比探傷照片避開或小心處理存在暗裂的地方。

4.2 明鎏金腰帶（殘）

4.2.1 文物基本信息

明鎏金腰帶（殘）為北京聯(lián)合大學文博館于2015年從社會征集而來，共有殘缺鎏金銅帶板9枚，其中圓桃5枚，排方2枚，三臺1枚，輔弼1枚。腰帶總重101.9克，圓桃直徑4厘米;排方長11厘米，寬4厘米;輔弼長4厘米，寬2.5厘米;三臺寬4厘米，殘長約5厘米。腰帶除了三臺上存有少量鎏金，其他帶板的鎏金已基本脫落。每枚帶板正面紋飾被銹蝕物覆蓋，背面鑲嵌物經(jīng)超景深顯微鏡觀察，初步判斷為紙張類鑲嵌物。帶板銅質保存較差，急需保護。

4.2.2 射線探傷成像及拍攝參數(shù)

X射線探傷成像和拍攝參數(shù)詳見3和表4。

4.2.3 分析

經(jīng)過X射線的照射，可以清晰從X射線探傷照片中看到腰帶上面的紋飾，其中5枚圓桃上面的紋樣分別為2個雙桃紋、2個桂圓紋、1個佛手瓜紋;輔弼為靈芝紋;兩個排方為石榴紋;三臺由于含有鎏金，加之拍攝時附加前后鉛箔增感屏，所以產(chǎn)生了散射現(xiàn)象，紋樣無法看清。根據(jù)現(xiàn)有佛手、桃子和石榴紋飾，推測此套殘存的明鎏金腰帶整體為中國傳統(tǒng)的“三多”吉祥圖案，表達了對腰帶主人多子、多福、多壽的美好祝愿，對于研究明代鎏金腰帶具有一定的藝術價值，并承載了深厚的歷史價值。

根據(jù)楊曉霖[5]對于明代玉帶風格的研究，推斷這副明鎏金腰帶原本應該有20枚，其中三臺1枚、圓桃6枚、輔弼4枚、魚尾2枚、排方7枚。從社會征集而來時只有現(xiàn)存的9枚，其他11枚不知所蹤。

4.3 漢銅盤

4.3.1 文物基本信息

漢銅盤為北京聯(lián)合大學文博館于2015年從社會征集而來，銅盤修復前重195.7克，修復后重230.1克，外圈直徑30厘米，內圈直徑28厘米。銅盤修復前通體礦化并被全面腐蝕，在修復過程中大面積缺損部位使用銅皮掛錫的方法隨形補配，小面積缺損部位使用3A膠進行補配，最后使用礦物顏料對補配地方進行作色。

4.3.2 X射線探傷成像及拍攝參數(shù)

X射線探傷成像和拍攝參數(shù)詳見表5、表6和表7。

4.3.3 分析

從修復前X射線探傷照片中可以清晰看出漢銅盤的砂孔、砂眼等腐蝕情況。修復使用的補配銅皮較薄，若電壓調節(jié)至130千伏則會“打穿”銅皮補配部位，所以在修復后的探傷照片中降低電壓，可以明顯看出修復痕跡。在修復后X射線探傷技術拍攝的照片中，照片下側灰度較淺的部位為銅皮補配的部位，補配銅皮處的高亮為焊錫處。修復后探傷照片上側缺損應為使用3A膠補配，由于3A膠密度較低，易被X射線“打穿”，所以在修復后的探傷照片顯示不出來。表6、表7為修復前后的X射線探傷照片拍攝參數(shù)，為以后這件文物再進行修復時留存了檔案，方便修復。

5 總結

利用X射線探傷技術對三件金屬文物拍攝X射線探傷照片，了解文物的腐蝕、破損情況，研究文物內部結構，認知文物修復情況，方便再次修復或進行修復資料留存。通過這三個方面來介紹X射線探傷技術在金屬文物保護修復方案中的應用。

通過X射線可以清楚看到漢四乳四虺紋銅鏡在保護修復前內部存在的暗裂，還可以看到明鎏金腰帶上被銹蝕物覆蓋的精美紋飾和漢銅盤銅皮焊錫補配的部位，這些對金屬文物保護修復方案的制訂和完善具有指導意義。

參考文獻

[1][4]胡東波.文物的X射線成像[M].北京.科學出版社，2012.

[2][3]楊軍昌，韓汝玢.X光照相技術在文物及考古學研究中的應用[J].文物保護與考古科學，2001（1）：55-60.

[5]楊曉霖.明代玉帶風格研究[D].北京：中國地質大學，2012.