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先进检测技术破解千年 国宝之谜

2017.12.15

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先进检测技术破解千年国宝之谜

 

          

               材料院成功完成国宝青铜器无损检测

    2012年下半年,一件距今2000多年的精美青铜器运抵中国兵器工业集团北方材料科学与工程研究院宁波所,随行的我国某博物院及国内青铜器研究专家10余人,与宁波所材料检测技术专家进行了连续20多个小时抽丝剥茧般的精密检测。随着后期检测数据处理分析的进一步完成,这件已出土30年的文物未曾破解的谜团被一一揭开。

国宝级青铜器

    这件精美的国宝级青铜器出土于江苏,是春秋战国时期燕国皇家青铜器,现藏于中国某博物院。青铜器制作精美绝伦,造型独特,使用了先秦时代所有的金属铸造工艺和装饰技术,包括浑铸、分铸、铸接、小银错、玉石镶嵌等。它是一件汇集先秦金属工艺之大成于一身,能反映重大历史事件,能体现铸造工艺最高水平的现存青铜器,堪称国之瑰宝。出土30年来,考古界始终无法获知这件青铜精品的连接构造,至今难以复制。

先进检测技术——工业CT

    工业CT技术是一种先进的无损检测技术,它在不破坏检测对象的情况下,可以获知内部结构、构造、缺陷、材料密度等信息。工业CT技术原理类似于医院的CT检测,但由于检测对象的不同,又具有自身技术特点。

    材料院宁波所现有2套工业CT系统,多年来始终引领国内该技术的应用和发展,拥有一批工业CT技术专家。先后完成了国内第一个工业CT检测标准的编写;完成了“神舟”系列飞船、“嫦娥”系列卫星、“天宫”系列飞行器关键部件的工业CT检测;完成工业CT技术专著一部;是国内工业CT技术培训中心,连续9年培训专业技术人员近500名;获得省部级多项科研奖项。此次应用于国宝青铜器检测的工业CT设备是材料院宁波所从北京固鸿科技有限公司最新采购的一套6MeV工业CT,技术指标达到国际水平。

先进检测技术与文物考古的完美结合

    随着科学技术特别是检测技术的发展,文物研究已经从表面的感官信息获取、简单的影像资料积累,向着利用高科技检测手段获取内部信息、探索更多未知秘密的方向发展。博物院的专家曾经在北京等地拥有工业CT检测设备的单位对国宝青铜器进行过相关检测,但都未能获得满意结果。这次来宁波前,双方技术专家就相关问题已经进行了多次沟通。宁波所技术人员在较充分了解青铜器材料组成、基本结构的情况下,提前进行了技术方案设计、检测实施过程中采用了分部精细扫描、整体快速扫描等检测技术,在北京固鸿科技有限公司制造的6MeV高能X射线下,成功实施了0.3毫米的CT切片厚度扫描,这相当于在不破坏青铜器的情况下,将国宝青铜器从头到脚以0.3毫米的薄层逐一切割开,使得其内部结构细节都清晰地展现了出来。后期图像处理中,使用了国际知名三维成像软件VG Studios将青铜器三维重建和局部结构再现,青铜器整个内部构造和局部细节立体地呈现出来。“太好了”,“太好了”,某博物院及国内青铜器研究专家们兴奋不已。

    这次国宝青铜器在材料院成功完成检测分析,是先进检测技术与文物考古的完美结合,在我国文物考古界、工业CT技术领域都具有重要意义。