掃描電子顯微鏡在考古學(xué)中的應(yīng)用

對于一件藝術(shù)品或者考古文物的了解，需要從各個(gè)方面進(jìn)行研究，掌握其結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成可以幫助科研人員追溯文物的制作工藝、原料，為文物的保護(hù)和修復(fù)提供思路。通過掃描電鏡進(jìn)行無損檢測，可以對文物的微觀形貌和化學(xué)組成研究提供幫助。

1. 古器具的工藝研究

利用掃描電子顯微鏡可以研究古陶器中的晶粒大小和相互結(jié)合情況以及內(nèi)氣孔的形狀分布，可以觀察陶器的玻璃化程度，從而分析其燒成溫度，此外，如下述案例中所示，利用能譜分析可以還得到陶器中的化學(xué)組成，據(jù)此能夠推斷該年代陶器的大致制造工藝。
 

陶器的 EDS 成分分析

對鐵器而言可以分析所含的夾雜物成分、分布狀態(tài)、數(shù)量、相組織等，推演其制作工藝水平。如下述案例中所示為鐵制器具的 SEM 形貌分析和 EDS 元素分析，可以得到鐵器中夾雜物種類、尺寸和分布狀態(tài)，從而對該年代鐵器的生產(chǎn)工藝水平有一個(gè)大致的認(rèn)識，還原當(dāng)時(shí)的冶煉手段。
 

鐵器的夾雜物分析

2. 物件的鑒定

借助 EDS 成分分析的功能，可以在一定程度上對物件進(jìn)行鑒定。
 

上述案例所示為一種白色粉末，是古代女性化妝用品，在掃描電鏡下觀察呈現(xiàn)出層狀結(jié)構(gòu)，與貝殼的微觀結(jié)構(gòu)極為相似，經(jīng) EDS 成分分析為 CaCO3，因此推斷該粉末為貝殼研磨而成。

3. 文物的無損檢測

對于文物保護(hù)工作者而言，文物的完整性保護(hù)跟文物的檢測同樣重要。掃描電鏡作為一種常用的無損檢測方法，可以用在文物的表面分析和成分分析上。Phenom XL G2 大倉式臺式掃描電鏡可以提供更大的樣品室，結(jié)合全自動拼圖 (AIM) 功能可以無損地獲取文物樣品全面的形貌特征。
 

利用全景拼圖功能獲取的樣品 SEM 圖片，其視野尺寸為 17.4mm。
 

適用于考古領(lǐng)域的飛納電鏡：Phenom XL G2 大倉室臺式掃描電鏡

· 分辨率：8nm
· 放大倍數(shù)：200,000X
· 燈絲材料：1,500 小時(shí) CeB6 燈絲
· 抽真空時(shí)間：小于 30 秒
· 探測器：背散射電子探測題（選配二次電子和能譜探測器）
· 樣品室尺寸：100mm x 100mm（無需破壞文物，實(shí)現(xiàn)無損檢測）