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奧林巴斯DSX500光學數(shù)碼顯微鏡在歷史文物鑒定屮所蟲到的作川
經(jīng)營綜合報告
在安特衛(wèi)普大學的保護研究部(比利時),研究員奧利維爾沈正在使用 最新的高分辨率光學 顯微鏡來向詮釋文化遺產(chǎn)探索中,一條有趣的新 途徑。
作為一種分析技術,光學顯微鏡提供了在很多種的 歷史材料的研究中 提供了獨特的分析,從中來 發(fā)現(xiàn)并選擇一種歷史文物未來的最佳保存 方法。
不想大多數(shù)的工 業(yè)樣品,歷史文物表現(xiàn)出高度的不確定性,并分析了 微觀世界中的信息,否 則這些就會被隱藏在裸眼中而不被 發(fā)現(xiàn)。當油 漆層從其支撐下脫落 時,如果用電子顯微鏡來檢查,就能發(fā)現(xiàn)問題
2、源
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自底下鋅板的點蝕。甚至能通過分析識別橡木家具上碎片的 細胞結構 來提供識別其場地的線索。在這種情況下,使用的材料和工序使用 顯 微鏡觀察將會變得更加明顯。
除此之外在歷史文物的應用中,光學顯微鏡也在探索文物的 歷史和保 存方法中占有重要地位。 僅僅就正確地了解其被腐 蝕的過程,就能優(yōu) 化其控制或者緩解其腐蝕的速度,甚至是將文物回復到它曾 經(jīng)的狀態(tài)。 后者這個概念主要來源于博士奧利 維爾所在的保護研究部門里的研究。 當電子顯微鏡提供了高效收集信息的方法,如果 調(diào)查需要更高的分辨 率,研究人員經(jīng)常得轉向掃描用電子顯微鏡(SE
3、M )。然而當技術更先 進了,最新的光學 數(shù)碼顯微鏡如奧林巴斯的DSX500就能達到比以前 高得多的分辨率,即使是放大4000倍也是可行的。在許多情況,放大 到這個水平是不可能的,而光學 顯微鏡不僅能保留原本的信息,還能 利用最新的數(shù)碼技術,靠這個方法能實時地向SEM傳輸動態(tài)的影像。 在文化遺產(chǎn)研究中,最近引進一款奧林巴斯DSX500高分辨率光學數(shù) 碼顯微鏡促進了許多的研究:從促 進玻璃和金屬腐 蝕的研究,到精確 分析分析古代盤子上的傷痕。
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玻璃腐蝕的檢驗
雖然玻璃一開始是均勻又透明的物 質(zhì),而隨著時間的流逝它開始逐漸 的
4、變得不透明不規(guī)則。但大衛(wèi)布魯特斯先生在19世紀的努力,這個工 序已經(jīng)被充分的理解了。然而在 細節(jié)上看玻璃制品向我 們展示了這個 工序也許比以前更復雜 圖一解釋了一個古代玻璃展示 樣品的一個不 尋常的特征。
檢查玻璃的退化
圖1A明場
圖1B 暗場
用明場在1.4 mm范圍內(nèi)在放大
555倍觀察玻璃窗碎片的表面,這 是前所未有的,使用圖像拼接技術 和擴展焦點成像能力來形成一個 巨大的,充分聚焦的圖像。
碎片表面縱橫交錯的部分顯示著 層層薄片從內(nèi)部流出的樣子,將他 們在放大1000倍的明場和暗場中 進行觀察來進一步深入了解 這些
結構
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調(diào)查玻璃中礦物晶狀體的形成
錳的包裹體形成至少需要200年,放大100倍在明場或者暗場下進行
觀察。使用擴展焦點成像功能來 創(chuàng)造一個充分聚焦的 圖片,然后結合
暗場觀察來顯示樹突狀雜物不僅只在表面千層,也會存在于表面 層以
下。
圖片來自安特衛(wèi)普大學的奧利維爾思科姆博士,用奧林巴斯 DSX500
拍攝得到。
達蓋爾銀版法的損傷分析
在1839年,達蓋爾銀版法是第一個主流的 攝影方法。圖片是靠光散熱
在光滑的納米顆粒銀和水銀的表面,這意味著劃痕或者 變色都可以輕
松地將圖片變的模糊起來一一女圖三所示。這個達蓋爾銀板法為了更細
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致地進行分析,用暗 場光源在(正面成像)創(chuàng)造一個比明場更加自然
的圖像。相比于紅外掃描電子顯微鏡在放大555倍下捕捉劃痕圖片,
用奧林巴斯DSX500光學顯微鏡能顯示一個更好的眼睛 觀察對比效果。
圖片來源于奧利維爾博士和伊娃格林藤,安特 衛(wèi)普大學
銅腐蝕過程的可視化
銅是一種充氣硫化 鈉溶液中硫化物使用光學 顯微鏡在在放大倍數(shù):150 倍(A),2000倍(B )和4000倍(C)下30分鐘后觀察金屬試樣的 表面可視化過程。如此高的分辨率的真彩下信息顯示綠色腐蝕的金屬
顆粒邊界,這是掃描顯微鏡檢查過程中失效的部分。
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圖 4.A:150x
圖 4.B:2000x
圖 4.C:4000x
英鎊銀腐蝕過程的可視化 將標準的銀浸入硫化鈉中在光學顯微鏡放大2000倍下進行觀察,在不 同的時間點相同的位置下 進行函數(shù)曝光(A)。銅夾雜在銀基體中,受 到腐蝕首先會形成孤島,將比原來包含 進更多。在7分鐘后,銅硫化 合物島嶼發(fā)生合并,銀開始受到腐蝕(灰色)(B)。光澤度下降,表面 開始變得粗糙,但出乎意料的是他 們再次發(fā)生增長而合并成了一個平 面、反射面。這使得又開始了一次 銀的腐蝕。
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Exposure time (minutes)
圖5 :表面的光澤和外貌
圖片用奧林巴斯DSX500獲得;奧利維爾博士 schalm帕特里克斯托
姆,來自安特衛(wèi)普大學
總結
高分辨率的光學 數(shù)碼顯微鏡是文化遺產(chǎn)鑒定中一個少有的好工具,它 能讓研究人員細致地觀察
10、損傷和腐蝕發(fā)生的微妙過程。提供了巨大的 幾個優(yōu)勢。這些使得斯康姆博士的研究小 組很容易從一系列的 歷史文 物中提取到有用的信息。
雖然它有時是用來研究案例的 輔助對策,例如在高放大倍率下 觀察物 體的化學成分信息,高分辨率的光學 顯微鏡下進行快速有效的一線分 析,快速的進行額外信息的補充是很有必要的對于玻璃和金屬制品,研究中 進一步的觸發(fā)一些反應會顯示一些意想 不到的信息。我 們要在材料腐蝕過程中的理解變得完整,未來 還有一 段路要走,最新的高分辨率光學 顯微鏡將會發(fā)揮至關重要的作用,來 迅速地推進我們對過去知識的認識。
作者信息
奧利維爾博士 schalm是在安特衛(wèi)普大學保育學系 講
11、師和研究員(比利 時)。
馬庫斯fabich是材料科學顯微鏡奧林巴斯SE公司的產(chǎn)品經(jīng)理(漢堡, 德國)。
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