x射线荧光应用艺术和文化遗产:研究日本打印

s . Pessanha a . Guilherme m . Manso和马丁·德·卡瓦略

Centro de运动淡出da大学de葡京Departamento de运动Faculdade de Ciencias Av。伽马平托教授,2,1649 - 003,葡京、葡萄牙

科学研究的艺术作品是一个重要的实践在许多机构致力于研究和保护文化遗产。应用物理和化学提供必要的科学数据来描述和理解原点,退化过程和创建的环境艺术品或已经存在。

主要要求研究对象的分析技术用于重要的历史价值是执行无损分析的能力。能量色散x射线荧光(EDXRF)是一个完美的工具来研究这些艺术品,因为它允许的元素组成作品的分析,而不需要采样和不会造成伤害。

文化遗产领域的另一个问题是,有很多东西不能从其原始位置由于其重量和尺寸,或者因为他们的价值。需要分析这些物体的便携式x荧光光谱仪的发展,允许原位现在的分析和广泛使用。

用于分析,x射线可能生成的在几个方面,其中之一包括暴露某些材料主要x射线产生x射线荧光的次梁。x射线源经常产生连续和光谱特征,在分析过程都是重要的。也被称为连续辐射轫致辐射辐射,产生缺陷的加速电子撞击在阳极,在x光管。

x射线管,thermo-ionic过程产生的电子在阴极,并加速向金属阳极高压之间的区别。电子影响阳极时,一部分能量转化为x射线和结果是一个连续谱叠加在这是一个线性光谱特征的阳极材料。

x射线荧光分析既是一种定性和定量分析方法;它可以应用于几乎所有元素原子序数的识别Z> 11。该方法的原理很简单。x射线束源自使用x射线源电离内壳层,通常K壳,原子的任何给定的样本。这些离子与一个“洞”内K壳想要恢复原来的配置,这是通过将一个电子从一个外壳,如L层,内壳层。L壳电子能量高于K壳层电子,发生转变时,可以作为x射线发射光子的能量差。在光谱中,这被认为是一条直线。每个原子都有其特定的能量水平,所以发出的辐射是一个元素的特征。一个原子所释放的能量超过一个(线),因为不同的孔可以生产和不同的电子可以占领他们。发射线的集合元素的特点,可以用来确定它的存在。

色素鉴定等艺术油画、壁画、荧光和陶瓷和金属制品的广泛承认。^{1 - 4}在本文中,我们目前的色素鉴定日本打印的便携式micro-beam EDXRF的乐器。在这项研究中使用的设备是一种便携式仪器组成的牛津x射线发生器(模型XTF 5011)与莫阳极(50 kV, 1 mA)。使用的检测器是一种Vortex-EX SDD (Si)热电的冷却名义面积50毫米²和一个窗口。x射线发生器和探测器耦合到一个真空室⁵在45º几何学。这室旨在允许简单的准直器和交替polycapillary准直器。使用polycapillary特性250µm的光斑大小。室还拥有相机允许可视化分析区域,从而捕获的图像(图1)和现货的分析所反映出的两个激光器,一个绿色和一个红色的。所有光谱收集使用真空polycapillary模式,操作条件的30 kV, 0.5 mA和300年代。光谱分析使用AXIL-QXAS(由迭代最小二乘拟合分析x射线光谱)软件包由国际原子能机构(IAEA)。

图1所示。图像分析区域的聚集与室内相机,和光谱获得绿色和红色区域(光线的反射用来照亮室领导)。

分析样本,如图2所示,被一位收藏家收购没有任何记录的起源或前任所有者,所以它的作者创造的和时间是不确定的。尽管如此,东方纺织艺术品专家分析了作品的风格和材料并确定日本使用木板印刷技术。

图2。日本木版印刷的照片分析分白色斑点(轮)

木板版画从中国来到日本可能在8世纪。一开始,木板版画是只有在佛教寺院,佛教繁殖为目的的文本和图片,后来还书。只在17日的开始^th世纪印刷还在私人工作室工作。第一个打印黑白。日本的版画是其主要在江户时代(1603 - 1868)。艺术家表达了新一次的精神图像世绘,这意味着“浮动的图像世界”。中间的17岁^th世纪,艺术家Moronobu是第一个创建一张木板印刷。这些新的,价格合理打印变得非常流行。有一个巨大的各种各样的主题。一开始,传说是主要的主题,并从流行的图像歌舞伎剧院。艺术家Harunobu设计打印显示出日常生活的场景。这是著名的为他好漂亮的女人的画像。最后18^th世纪,风景和动物成为艺术家如大师葛饰北斋和安藤广重的主题。

x荧光分析和知识的基本内容的颜色出现在打印,给有启发性的结果对所使用的颜料。在图1中获得的光谱的红色背景和绿色点左上象限的打印是重叠的。高数量的Hg红斑,以及其他的红色区域,意味着使用银朱(硫化汞)红色颜料。绿色的色素提供了一个高水平的铜、锌和铅,表明使用含铜绿色颜料铅白[2 pbco拌₃.Pb(哦)₂)和锌白色(氧化锌)。根据冬季⁶谁编制的主要色素用于东亚艺术品、使用最广泛的绿色颜料是孔雀石(CuCO吗₃.Cu(哦)₂铜的化合物),但除了孔雀石可能发生,如铜氯化物如氯铜矿和Paratacamite。铅白色,锌白色和方解石(CaCO₃)在日本版画也常见的白色颜料。高钙的存在被发现在艺妓的脸暗示使用矿物方解石。

东亚艺术品的黑色是绝大多数中国墨水。⁶所以没有惊喜没有发现显著差异在艺妓的黑发的基本内容和打印的背景。没有发现高水平的铁或锰这可能表明铁和锰的氧化物的存在,建议使用一种有机化合物,最有可能的中国水墨画。salmon-coloured地区,建立了特征元素不存在,表明有机颜料的使用。

蓝色装饰的和服,没有发现铜或铁的显著增加,表明普通颜料的使用像蓝铜矿铜(哦)₂.2CuCO₃]或普鲁士蓝{铁₄[Fe (CN)₆]₃。xH₂O}。另一方面,我们可以看到在图3中,增加铝、硅和S成立相比他们灰色的背景。这可能表明使用深蓝色(Na_{8 - 10}艾尔₆如果₆O₂₄年代_{2 - 4}),也是常用的。

图3。比较光谱获得的灰色和蓝色区域的和服坐在艺妓。

这个案例研究介绍了分析的优点使用便携式µ-EDXRF仪器专为文化遗产开发的目的。一方面,微梁允许不同的小区域分析中非常常见的绘画、打印或书面文件。另一方面,真空室允许检测较轻的元素如铝、硅P和S启用深蓝色的识别和朱砂。最后,可移植性的可能性是一个主要的优势文化遗产领域的可能原位固定的研究对象。此外,本文强调了这些研究的multidisciplinarity,涉及的补充作用的物理学家,化学家,历史学家、考古学家、修复者和管理者获得更好的理解在过去对未来的艺术作品,从而保护它。

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