工業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而言的微觀具象的文物保護技術。

       目前科學的發展趨勢表現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代科學發展的總趨勢。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CT是世界上先進的文物三維掃描技術，此系統釆用輻射成像原理，實現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據和材料信息，能夠實現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據模型，是一個實物數字化的微分過程。

奧龍工業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)鐵劍血溝的預估區域； (b) 對整個鐵劍的數字化X射線成像顯示出其血溝區域； (c) 數字化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

如果沒有數字化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

鐵劍的數字化X射線成像檢測圖像： （a）便攜式平板數字化X射線成像系統的非晶硅數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

    隨著現代科技的發展，人類已經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CT的出現，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。