艺术品检测分析技术手册-4

发布时间：2022-09-19　　　来源:北达燕园微构分析测试中心

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X射线照相术 米尔科 •登菜乌 ( Miko den Leeuw)

1. 分类

X射线照相术（X-radiooraphy）属于非侵入式成像技术。它利用的X射线属于电磁频谱中非可见光波段。

2. 说明

大部分X射线的波长介于 0.01~10 nm。X射线照相术是一种成像技术，是用X射线穿透置于活动支架上的艺术品或文物来进行检测。X 射线对颜料层和支撑体的穿透程度因被照射材料的原子量而异。原子量低的材料容易使X射线通过，因此在X射线胶片上显示为黑色，而原子量高的材料会阻挡 X射线，在胶片上显示为白色。X 射线照相术是对物体整体（表面和内部）结构进行视觉感知的基本方法。

3. 应用

X射线照相术用于显示颜料层的底层结构，如底稿层的修改、后期的构图修改和颜料层厚度的变化；X射线照相术可提供有关历史修复的信息，以及绘画支撑体保存状況与细节的信息；X射线照相术可有效地观察带有刻划线的，或颜料中含有高原子量元素的底层素描。此外，它还可以揭示与艺术家技法和（或）工作方法有关的信息不过只有在某些材料或色块中含有较重元素（如铅、汞和铜）的情况下才能实现。再有，X射线照相术可对较重元素进行初步鉴定，但不可能做精确鉴定。最后，X射线照相术也非常适用于对木质载体的研究，因为它可以显露木材纹理。

4. 局限性

X射线照相术的一个缺点是无法获得深度分辨信息。当一幅画上同时叠压着两层或两层以上不同构图的绘画层时，它的X射线图像就会变得不易解读。在这种情况下X射线照相术应配合其他可视化技术（如紫外照相术和红外照相术）使用。

X射线照相术要依靠轻元素与重元素的反差，因此调和而成的混合颜料和颜料层的薄厚变化会增加X射线照相术解读的复杂性。尽管通过X射线照相术可以区分轻元素和重元素，但这种技术永远无法实现元素的精确鉴定。

5. 补充技术

昼光照相术、紫外照相术、红外照相术、红外假彩色照相术、红外透射照相术、X射线荧光成像、K-edge 成像以及同步辐射 X射线荧光成像。

6.技术规范与注意事项

——管式-阳极、品牌和型号

——电压（单位：kV）

——电流（单位：mA）

——曝光时间

——数码读取设备或胶片

7.技术简史

威廉•伦琴(Wihelm Rontgen）于 1895年发现X射线。这项技术最早用于绘画研究是在 20 世纪初，当时有多个研究团队开始探索为绘画拍摄X射线图像的系统性方法。

8.文献

[1] Morrin B., E. Martin, E. Laval, ''Raphael''s Paintings in French museums: Some New Results from Recent Technical Investigations'', Raphael''s Painting Technique: Working Practices before Rome, Proceedings of the EU-ARTECH Workshop London, November 2004, pp. 13-24. (2007)

[2] Plazzotta C., M. O''Malley, A. Roy, R. White, M. Wyld, ''The Madonna di Loreto: An Altarpiece by Perugino for Santa Maria dei Servi, Perugia'', The National Gallery Technical Bulletin 27, pp. 72-95. (2006)

[3] Oliver L., F. Healy, A. Roy, R. Billinge, The Evolution of Rubens''s Judgement of Paris (NG 194)'', The National Gallery technical Bulletin 26, pp. 4-22. (2005)

[4] Sister Daniilia, A. Doussi, The Iconography of the School of Galatista, Municipal Library of Thessaloniki, Reprotime, Thessaloniki. (2005)

[5] Mairinger F, ''UV-, IR- and X-ray imaging'', in Non-Destructive Microanalysis of Cultural Heritage Materials Volume XLII, pp. 15-66. (2004)

[6] Papaggelos I., A. Strati, Sister Danilia, The Hidden Beauty of Icons, Athens: Indiktos Publications. (2004)

[7] Roy A., M. Spring, C. Plazzotta, ''Raphael''s Early Work in the National Gallery: Paintings before Rome'', The National Gallery Technical Bulletin 25, pp. 4-35. (2004)

[8] Sister Daniilia, S. Sotiropoulou, D. Bikiaris, C. Salpistis, G. Karagiannis, Y. Chryssoulakis, ''Diagnostic Methodology for the examination of Byzantine Frescoes and Icons''. (2004)

[9] Sister Daniilia, Sophia Sotiropoulou, Dimitrios Bikiaris, Christos Salpistis, Georgios Karagiannis and Yannis Chryssoulakis ''Diagnostic methodology for the examination of Byzantine frescoes and icons. Nondestructive Investigation and Pigment Identification'', in Non-Destructive Microanalysis of Cultural Heritage Materials Volume XL, pp. 565- 604. (2004)

[10] Padfield J., D. Saunders,J. Cupitt, R. Atkinson, ''Improvements in the Acquisition and Processing of X-ray Images of Paintings'', The National Gallery Technical Bulletin 23, pp. 62-75. (2002)

[11] Sister Danilia, Sister Maximi, I. Papaggelos, A. Strati, D. Bikiaris, S. Sotiropoulou, G Karagiannis, C. Salpistis, Y. Chryssoulakis, ''Ormylia Art Diagnosis Centre. Our Lady of Mercy: The Adventures of an Icon'', Journal of Zeitschrift Fur Kunsttechnologie und Konservierung 16 (2), pp. 336-351. (2002)

[12] Roy A., ''Rubens''s "Peace and War", The National Gallery Technical Bulletin 20, pp. 89-95. (1999)

[13] Gilardoni A., R. Ascani Orsini, S. Taccani, X-rays in Art, Como: Mandella Lario. (1977)

[14] Faber A., ''Eine neue Anwendung der Röntgenstrahlen, Die Umschau 18 (12), pp. 246-253. (1914)

K-edge 成像 米尔科 • 登莱乌 ( Miko den Leeuw)

1. 分类

K-edge 成像（K-edge imaging）属于非侵入式成像技术。它利用的X射线属于电磁频谱中非可见光波段。

2.说明

K-edge 成像是基于同步辐射的技术。同步辐射波几乎可覆盖整个电磁频谱K-edge 成像使用单色仪把这种多色辐射调谐到一个特定的波长，以实现对一种单物质（颜料）的可视化。可用Kedge 成像对绘画进行扫描，以映射个别元素的分布，从而实现特定颜料分布的可视化。

3. 应用

K-edge 成像可用不同的图像分别显示不同种绘画颜料的分布。它的图像会显示一种颜料粉在画面上出现的所有位置，包括量少的部位。这种技术的成像相对快速，图像质量和分辨率也较高。此外，K-edge 成像可以检测被较重元素包围的较轻元素（颜料粉）。K-edge 成像可以显现艺术家的笔法和颜料调和方式，因此可利用它窥视艺术家的创作方法和技法。K-edge 成像尤其适于研究多层的绘画（包括双重构图）。在绘画中不同层使用了不同颜料的情况下，可用这项技术检测出画面从底层到表层的变化。K-edge 成像可检测无铅绘画的龟裂纹理。此外，它还可以提供隐藏绘画层的状态信息，并显现隐藏层的龟裂。

4.局限性

K-edge 成像不能区分元素（颜料）在颜料层中的确切深度，因此需要配合补充技术使用。Kedge 成像无法检测到吸收能量在 5~20 keV 范国内发光的元素，这就意味着无法用它检测颜料中一些有用的元素，如铬和锌。K-edge 成像所需的设备使用成本很高，是一项昂贵的技术。

5.补充技术

昼光照相术、紫外照相术、红外照相术、红外反射成像、红外假彩色照相术、X射线荧光成像、X射线照相术以及同生辐射 X 射线荧光成像。

6. 技术规范与注意事项

——管式-阳极、品牌和型号

——电压（单位：KV）

——电流（单位：mA）

——曝光时间

——探测器

7.技术简史

K-edge 成像起源于医学领域，首次应用于 1984年，同年，E．巴里•休斯(E.Barie Hughes )等申请了这项技术的专利。最先发表艺术品检测领域K-edge 成像应用的是米尔科 •登莱乌 ( Milko den Leeuw ）乔里斯 • 迪克 (Joris Dik ）克里斯蒂安 •内莫 (Christian Nemoz）保拉•科安（Paola Coan）和阿尔贝托 •布拉文(Alberto Bravin).

8.文献

[1] Bertrand B., F. Esteve, H. Elleaume, C. Nemoz, S. Fiedler, A. Bravin, G. Berruyer, T Brochard. M. Renier. J. Machecourt, W. Thomlinson,J. Le Bas, Eur. Heart J. 26(1284). (2005)

[2] Bravin A.,J. Dik, M. den Leeuw, ''A New technique in X-ray imaging using synchrotron radiation'', poster presented at the 14th Meeting of the International Council of Museum/Conservation Committee, The Hague. (2005)

[3] Bravin A., J. Dik, K. Krug, M. den Leeuw, ''A New X-ray Method for Painting Studies'', Zeitschrift für Kunsttechnologie und Konservierung 19, pp. 315-322. (2005)

[4] Elleaume H., A. Charvet, P. Berkvens, G. Berruyer, T. Brochard, Y. Dabin, M. Dominguez, J. Adam, C. Nemoz, A. Bravin, S. Fiedler, S. Bayat, S. Monfraix, G. Berruyer, A. Charvet, J. Le Bas, H. Elleaume, F. Esteve, J. Cereb. Blood Flow Metab. 25 (145). (2005)

[5] Keyrilainen J., M. Fernandez, S. Fiedler, A. Bravin, M. Karjalainen-Lindsberg, P.Virkkunen, E. Elo, M. Tenhunen, P. Suortti, W. Thomlinson, Eur. J. Radiol. 53 (226). (2005)

[6] Monfraix S., S. Bayat, L. Porra, G. Berruyer, C. Nemoz, W. Thomlinson, P. Suortti. A Sovijarvi, Phys. Med. Biol. 50(1). (2005)

[7] Baldelli P., M. Gambaccini, M. Milazzo, F. Petrucci, M. Scotti, Preprint Eur. Conf. X-rav Spectrometry, p. 22. (2004)

[8] Biston M., A. Joubert,J. Adam, H. Elleaume, S. Bohic, A. Charvet, F. Esteve, N. Foray, N. Balosso, J. Cancer Res. 64 (2317). (2004)

[9] Den Leeuw M., J. Dik, C. Nemoz, P. Coan, A. Bravin, ''Using. XRF and Dual Energy K-edge Absorption Imaging in the Study of Paintings'', Proceedings of the International Workshop on ''Inter-disciplinarity in nondestructive testing of museum objects'', pp. 45-48. (2004)

[10] Le Due G., S. Corde, A, Charvet, H. Elleaume, R. Farion, J, Le Bas, F, Esteve, Invest. Radiol. 39 (85). (2004)

[11] Draperi D., S. Fiedler, G. Goujon, G. Le Due, M. Mattenet, C. Nemoz, M. Perez, M Renier, C. Schulze, P. Spanne, P. Suortti, W. Thomlinson, F. Esteve, B. Bertrand, J. Le Bas, Nucl. Instrum. Methods A, 423 (514). (1999)

[12] Hughes E., E. Rubenstein, R. Hofstadter, ''Method and means for minimally invasive angiography using mono-chromatized synchrotron radiation'', U.S. Patent 4432370.(1984)

[13] Jacobson B., Acta Radiol. 39 (437). (1953)

[14] Moniz E., Presse Med, 35 (969). (1927)

未完待续......

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