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摘 要： 摘要：近年來，掃描電鏡廣泛應用于文物保護行業。本文通過實例分析介紹了掃描電鏡在拓片文物分析研究中的應用。研究成果為拓片文物的研究和開展合理的保護修復工作提供了科學依據。 關鍵詞：掃描電鏡,拓片,文物分析,應用 拓片作為我國古老的傳統技藝之一，是
摘要：近年來，掃描電鏡廣泛應用于文物保護行業。本文通過實例分析介紹了掃描電鏡在拓片文物分析研究中的應用。研究成果為拓片文物的研究和開展合理的保護修復工作提供了科學依據。
關鍵詞：掃描電鏡,拓片,文物分析,應用
拓片作為我國古老的傳統技藝之一，是用墨將各種材質載體上的圖文轉移到紙面上而形成的一種特殊文獻。拓片正因有了墨與紙張的黑白顏色對比，其上圖符比原拓物更加清晰鮮明，能真實、完整、清晰地將原物形象展示在人們面前。因此，拓片文物具有很高的藝術價值、歷史價值和科研價值[1]。
由于受自身材質和保存環境等因素的綜合影響，傳世至今的拓片大多數出現了不同程度的墨跡脫落、“泛霜”、脫裱、蟲蛀、糟朽、折痕和變形等病害，為使拓片文物盡早得到有效地保護修復，需對其進行科學合理的分析。隨著科技進步，越來越多的現代科學技術應用于文物的分析檢測，基于文物的珍貴性，通常采取無損或微損的分析檢測手段為主。
掃描電鏡是20世紀60年代發展起來的微區成像工具，具有景深大、分析快速、易于識別、無損或微損等特點，在取樣量很少的情況下可對文物樣品進行微觀形貌觀察的同時對組成元素進行定性定量分析，近年來廣泛應用于文物保護行業[2-3]。
本文闡述了掃描電鏡在拓片文物本體及文物病害等分析中的應用，有助于人們了解拓片制作工藝、制作原料和病害成因等方面的信息，對后期開展科學合理的保護和修復工作具有重要的意義。
1樣品和分析方法
1.1樣品
樣品選取的原則是盡量減少分析過程對文物本體的損傷，最大限度保持文物的完整性。因掃描電鏡具有微區分析特點，所以用尖頭鑷子在拓片破損處輕輕夾取芝麻粒大小的紙樣，用導電膠粘牢于樣品臺，樣品表面噴鍍一薄層金屬鉑(Pt)膜以提高導電性。
1.2儀器及測試條件
儀器型號:日本電子JSM7100F型場發射掃描電鏡，加速電壓在0.2V～30kV連續可調，束流范圍1pA～200nA連續可調，放大倍率10～1000000X。配備英國牛津公司INCA型X射線能譜儀，元素分析范圍Be4～U92，相對誤差2%～3%。能譜分析條件為高真空模式9.6×10-5Pa，加速電壓20kV，工作距離10mm，掃描時間>60s。
2掃描電鏡觀察
2.1墨跡分析
“墨”是中國“文房四寶”之一，古人多數是用松煙、油煙、桐煙或漆煙等煙灰顆�；旌夏z質制墨[4]。煙灰是一種無定形碳，主要成分為炭黑;動物膠是由多種氨基酸構成的蛋白質，是煙灰與紙張結合的媒介[5]。通過掃描電鏡觀察墨跡層的微觀形貌，能獲得煙灰、膠和紙張纖維三者直觀的結合形態，從而對拓片用墨的種類和墨跡的保存狀況進行分析。
2.1.1墨的種類分析
墨跡的掃描電鏡圖像可觀察到球形結構的煙灰粒子，同時能觀察到部分煙灰粒子周圍有一層包覆膜。運用分析軟件中的長度測定功能測得煙灰粒徑在50～100nm范圍內，圖1b的EDS分析結果顯示主要組成元素為C、N和O三種元素，以及少量的Si、S、K、Ca和Cu等。與我國古代墨的組成接近，C是煙灰的主要組成元素，N的來源為動物膠，Si、Ca和Cu等來源于墨中添加劑[6]，由此可推斷該拓片是采用傳統煙灰墨拓制而成。
此外，拓片墨跡表面呈扁平擠壓狀態，明顯區別于書寫墨跡的微觀形貌，因書寫過程中墨隨毛筆在紙張纖維表面緩慢均勻滲透，通過膠質自然結膜固著于紙面，所以墨跡表面光滑平整。從拓片墨跡表面和書寫墨跡表面的形貌對比可知該拓片是采用拓包蘸墨后拍打而形成。
通過測量可知，條狀結構的長度為30.1μm。EDS分析主要組成元素C、N(來源于動物膠)和O三種元素，以及少量的Si、S、K、Ca、Fe、Cu和Zn等，說明該幅拓片是使用木炭為色素制成的墨拓制。
2.1.2墨的保存狀況分析
“泛霜”拓片墨跡的表面形貌，可發現墨跡表面有菌絲、孢子等霉菌的特征結構，說明拓片“泛霜”與霉菌的滋生密切相關。可見墨跡中煙灰與膠的分布，部分煙灰被膠膜包裹，部分煙灰未被膠膜包裹。由于煙灰的性質穩定，不易發生老化，而膠料屬有機物，極易老化變質。因此，墨中膠料的老化變質是造成墨跡脫落的重要因素。
2.2載體紙張分析
紙張作為拓片墨跡的載體，是拓片文物的重要組成部分。因拓片紙張屬于有機質類不易保存的材質，所以拓片在傳世過程中極易產生蟲蛀、霉變、糟朽和折痕等病害，導致紙張強度下降。采用掃描電鏡對拓片紙張的微觀形貌進行分析，有利于研究拓片用紙的種類和保存狀況，同時可為后期的修復用紙的選取提供參考依據。
2.2.1紙張種類分析
以四川博物院館藏《明拓泰山金剛經拓本》的紙張纖維分析為例，通過掃描電鏡對紙張纖維進行微觀形貌觀察。可觀察到棉纖維特有的轉曲結構和竹纖維的管胞結構，說明該件拓片主要采用棉纖維和竹纖維混合抄造的紙張拓制[7]。
2.2.2拓片紙張保存狀況分析
紙張的保存情況直接影響拓片文物的壽命�？梢娂垙埵怯删鶆蚨饣睦w維交織而成。可見纖維與纖維之間已雜亂分離，可見折痕纖維處于扭曲變形狀態，且扭曲變形的纖維已發生斷裂，可見纖維被蛀蟲啃咬而殘缺，而未被啃咬的纖維其表面結構仍光滑，可見長纖維斷裂成大量細小的短纖維，致使紙張機械強度下降，一觸即碎。因此，采用掃描電鏡對紙纖維的微觀形貌觀察可以明確紙張纖維的保存狀態，通過形貌對比可進一步獲得不同病態下纖維的微觀結構信息，從而為拓片病害分析和保護修復技術路線的制定提供參考。
2.3保護修復痕跡識別
2.3.1歷史裝裱材料識別
拓片拓制完成后是單張的形式，為利于收藏通常裝裱成卷軸、冊頁及裝訂成冊等[8]。通過掃描電鏡可見少數拓片墨跡表面附著有方形的顆粒物，通過元素分析可知，該顆粒物含有大量S。S的來源可能為兩方面:一方面源于裝裱漿糊，由于傳統裝裱粘合劑添加一定的明礬[9-10]。另一方面源于膠礬水(明膠和明礬按比例勾兌的水溶液，傳統書畫裝裱的重要輔助材料)，對于墨跡易發生脫落的拓片，常采用膠礬水進行固色處理[11]。
由于該顆粒物主要分布于拓片墨跡表層，因此從墨跡層和方形顆粒物的分布情況可以得出，其來源為固色使用的膠礬水。為進一步驗證上述分析結果，采用拉曼光譜儀對拓片墨跡表面的顆粒物進行了表征。
2.3.2保護效果識別
傳世的拓片，由于受自身材質劣化、霉變和保管條件有限等因素的影響發生了不同程度的糟朽和脫墨病害，為最大限度延長文物的壽命，需篩選適宜的保護材料進行保護。拓片墨跡保護多數采用天然有機高分子材料進行加固，采用掃描電鏡對加固前后拓片表面的微觀形貌進行觀察，從而對加固效果進行評價。
墨跡加固前后的微觀形貌對比�？梢娂庸糖澳E結構酥松，煙灰粒子間的空隙大，而加固后煙灰粒子周圍被膠填充，通過加固前后的形貌對比可說明改性明膠固色劑可通過結膜作用有效提高煙灰的附著力。
3結論
掃描電鏡在拓片文物分析檢測中具有樣品量少、操作方便、分析快速和結果直觀等特點，非常適用于拓片文物的無損或微損分析檢測。
(1)在拓片用墨的分析中，掃描電鏡能獲得煙灰、膠和紙張纖維的微觀形態，為明確拓片用墨的種類和保存狀況研究提供超微形態學依據。
(2)在拓片用紙分析研究中，通過掃描電鏡對紙張纖維的形態觀察，能明確紙纖維的種類和各種病變纖維的微觀形態，進而為拓片病害分析和保護修復技術路線的制定提供參考。
(3)在拓片保護修復痕跡識別研究中，掃描電鏡能夠通過對拓片表面顆粒物的形貌和元素組成分析，明確修復材料的種類。還可根據保護修復前后微觀形貌的對比，對保護材料的效果進行評價。
參考文獻:
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[2]惠娜，王亮，王春燕，等.掃描電子顯微鏡及能譜儀在彩繪文物分析中的應用[J].文博，2015(1):99-103.
[3]楊娟.一幅霉變書畫的掃描電鏡分析[J].電子顯微學報，2015，34(5):438-442.
[4]尹鐵虎.中國古代墨與印刷術的發明[J].寧夏師范學院學報，2000(4):67-69.
[5]滕淑華，陳麗娟.明膠的基團改性及其對明膠性能的影響[J].明膠科學與技術，2003，23(1):1-7.
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