工業(yè)CT在文物無損檢測技術中的應用

     世界先民在悠久的歷史進程中創(chuàng)造了輝煌的物質文明，為我們下浩如煙海的文化遺存。而這些文物瑰寶都是由各種材質組成，了解文物材質及其病變規(guī)律，探知文物內部的工藝結構及損傷，是保護文物的先決條件。對文物的深層認知才能使我們更客觀的選用有針對性的，切合實際的保護方法和材料，大大降低保護行為當中的冒險性，避免“保護性破壞"的盲動，更加有效地保護人類的文化遺產。

       人類對于古物的珍藏及其保護由來已久。這主要源于人們對大自然規(guī)律的認知，即萬事萬物皆有生有滅。因此，人們總是想在力所能及的范疇之內，盡可能地去延長珍愛之物的壽命，減緩它的自然衰變的過程。于是人們利用各種手段和材料來挽救日見衰敗的珍藏，這就衍生出相對于宏觀法規(guī)而言的微觀具象的文物保護技術。

       目前科學的發(fā)展趨勢表現(xiàn)為科學既是一個高度分化的同時又是一個高度綜合化、整體化、社會化的體系。自然科學與社會科學日趨結合，更深刻、更全面地去反映自然與社會。 文物作為人類歷史與文化的物質遺存，本身就是一個既體現(xiàn)自然又承載人文信息的綜合體。因此，對于文物的研究自然應該順應現(xiàn)代科學發(fā)展的總趨勢。人們不再僅僅使用一臺儀器，一種方法去判說文物，而是由表及里，自宏觀至微觀的去解讀這些文化遺存，綜合考量文物的價值。

    高精度工業(yè)CT是世界上先進的文物三維掃描技術，此系統(tǒng)釆用輻射成像原理，實現(xiàn)對文物的非接觸式三維高精度掃描成像，可獲得文物內部高精度的三維斷層數(shù)據(jù)和材料信息，能夠實現(xiàn)針對文物的定量無損檢測與評價，把文物實物進行分層掃描獲取三維數(shù)據(jù)模型，是一個實物數(shù)字化的微分過程。

奧龍工業(yè)CT在文物無損檢測領域主要有五個方面的基本應用:

一、檢測對象內部各組分相對位置狀況的判定

（a）柄頭和十字護手部分； （b）柄頭高壓射線圖像顯示出柄頭和劍柄之間的分界線； （c）X射線高分辨率圖像結果顯示，劍柄劍身和十字護手是分開鑄接而非一體的； （d）射線圖像顯示的方向段，證明其一定存在手工錘擊的過程。由圖我們可以看到，由血溝至劍身外延，其線條方向呈45°。

上圖為一把保存完好的鐵劍的射線檢測圖像，從圖像中我們可以清楚的看到古劍柄頭和劍柄之間的分界線。

二、檢測對象功能分析

我們所觀察的這把鐵劍總長為845mm（33.27 in.）： (a)鐵劍血溝的預估區(qū)域； (b) 對整個鐵劍的數(shù)字化X射線成像顯示出其血溝區(qū)域； (c) 數(shù)字化X射線圖像處理結果顯示鐵劍長期受到腐蝕； (d) 劍身主要部分的3D曲面射線圖像，顯示出其血溝的形態(tài)

如果沒有數(shù)字化X射線成像技術，其鐵劍上的血溝幾乎被氧化降解填滿且覆蓋，變得難以觀察。

三、對檢測對象結構尺寸的測量

下圖為鐵劍的數(shù)字化X射線檢測，圖a、b為其不同的鍛接部位：
(a) 八角劍柄和十字護手的俯視圖；
(b)十字護手和劍身的俯視圖。 

四、密度測量

鐵劍的數(shù)字化X射線成像檢測圖像： （a）便攜式平板數(shù)字化X射線成像系統(tǒng)的非晶硅數(shù)字面與劍的其中一段同處于晶硅面板之上； （b）劍尖損毀的劍身的數(shù)字化X射線圖像處理結果顯示其中央部分長期受到腐蝕。 通過數(shù)字化X射線成像，陰影部分的差異表明金屬的各種不同密度。當X射線穿過密度較高的固體材料時，顯示的結果為白色陰影。深色陰影部分表示孔隙度和密度較小的區(qū)域，而灰色的陰影表示不同程度的密度。X射線圖像是各種不同因素結合得到的結果，如密度、孔隙度和氧化度。

五、逆向工程應用

    隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人類已經(jīng)不再滿足于從表象去認識世界。而融合了物理、化學兩大學科知識體系的綜合性的檢測設備——工業(yè)CT的出現(xiàn)，使人們無論從新興的科技考古角度，還是文物的科技保護角度，都有了一種更深層次去剖析文物的期待。