扫描电子显微镜在考古学中的应用
2022-08-19 来源:本站 点击次数:2346对于一件艺术品或者考古文物的了解，需要从各个方面进行研究，掌握其结构和化学组成可以帮助科研人员追溯文物的制作工艺、原料，为文物的保护和修复提供思路。通过扫描电镜进行无损检测，可以对文物的微观形貌和化学组成研究提供帮助。
1. 古器具的工艺研究
利用扫描电子显微镜可以研究古陶器中的晶粒大小和相互结合情况以及内气孔的形状分布，可以观察陶器的玻璃化程度，从而分析其烧成温度，此外，如下述案例中所示，利用能谱分析可以还得到陶器中的化学组成，据此能够推断该年代陶器的大致制造工艺。
1. 古器具的工艺研究
利用扫描电子显微镜可以研究古陶器中的晶粒大小和相互结合情况以及内气孔的形状分布，可以观察陶器的玻璃化程度，从而分析其烧成温度，此外，如下述案例中所示，利用能谱分析可以还得到陶器中的化学组成，据此能够推断该年代陶器的大致制造工艺。
陶器的 EDS 成分分析
对铁器而言可以分析所含的夹杂物成分、分布状态、数量、相组织等，推演其制作工艺水平。如下述案例中所示为铁制器具的 SEM 形貌分析和 EDS 元素分析，可以得到铁器中夹杂物种类、尺寸和分布状态，从而对该年代铁器的生产工艺水平有一个大致的认识，还原当时的冶炼手段。
铁器的夹杂物分析
2. 物件的鉴定
借助 EDS 成分分析的功能，可以在一定程度上对物件进行鉴定。
上述案例所示为一种白色粉末，是古代女性化妆用品，在扫描电镜下观察呈现出层状结构，与贝壳的微观结构极为相似，经 EDS 成分分析为 CaCO3，因此推断该粉末为贝壳研磨而成。
3. 文物的无损检测
对于文物保护工作者而言，文物的完整性保护跟文物的检测同样重要。扫描电镜作为一种常用的无损检测方法，可以用在文物的表面分析和成分分析上。Phenom XL G2 大仓式台式扫描电镜可以提供更大的样品室，结合全自动拼图 (AIM) 功能可以无损地获取文物样品全面的形貌特征。
利用全景拼图功能获取的样品 SEM 图片，其视野尺寸为 17.4mm。
适用于考古领域的飞纳电镜：Phenom XL G2 大仓室台式扫描电镜
· 分辨率：8nm
· 放大倍数：200,000X
· 灯丝材料：1,500 小时 CeB6 灯丝
· 抽真空时间：小于 30 秒
· 探测器：背散射电子探测题（选配二次电子和能谱探测器）
· 样品室尺寸：100mm x 100mm（无需破坏文物，实现无损检测）
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