文章摘要導讀
在文化遺產與文物研究中，如何在不損害珍貴物件(文物)的情況下獲取精確的成分與結構信息，是當前研究的關鍵課題。本文探討了攜帶型自動面掃描(mapping)顯微毛細管X射線螢光光譜(MA-uXRF)與便攜式X射線繞射(XRD)的聯合應用，如何在文物分析中提供無損、高精度的成分與結構測試，以揭示古代工藝、材料變化和修復歷史。
文物分析與保存是一個極具挑戰性領域，許多歷史文物極為脆弱，無法進行破壞性測試。傳統分析技術(如切片、化學試劑分析)雖然提供詳細成分，但會對文物造成損傷。因此，非破壞性檢測（NDT）技術成為文物科學研究的關鍵。
攜帶uXRF與攜帶XRD技術結合能夠提供精確的成分分析與結構鑑定，使研究人員能夠在不影響文物完整性前提下，獲取關鍵材料信息。
1-2. 攜帶型uXRF 技術優勢
攜帶型uXRF(顯微毛細管X射線螢光光譜)技術介紹
uXRF利用聚焦毛細管技術，提供微米級(micro)空間解析度元素成分掃描，特別適用於異質性較強的文物材料，如壁畫、陶瓷、金屬器物等。
uXRF在文物研究中應用
- 顏料與塗層分析：分析壁畫與書畫中礦物顏料成分，確定時代與修復歷史。
- 金屬工藝研究：解析古代銅器、金銀器的合金成分，區分不同時期與地區的製造工藝。
- 污染與劣化監測：識別文物上的腐蝕與劣化物質，為修復提供依據。
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2. 顯微XRF(微米聚焦)技術：高精度元素面掃描應用
攜帶型MA-uXRF(顯微X射線螢光光譜面掃描分析)是一種專為微小區域非破壞性元素分析設計技術，搭配自動面掃描(mapping)技術，可在一定面積樣品上進行高解析度化學成分分布測繪。透過毛細管光學(capillary optics)，X射線能夠聚焦至微米級，實現更高空間解析度與超高光通量。
3. 攜帶式XRD技術：分析文物結構與相組成
便攜式XRD（X射線繞射）技術介紹
便攜式XRD利用X射線繞射原理，識別材料晶體結構與物相組成，特別適用於研究礦物顏料、陶瓷、玻璃及結晶性腐蝕產物。
攜帶式XRD的應用優勢
- 無需取樣：可直接對文物表面進行無損測試。
- 分析結構變化：揭示古代陶瓷燒製條件、金屬氧化層成分。
- 材料鑑別：區分天然礦物顏料與現代修復材料，判斷是否經過後期加工。
便攜式XRD熱點文章
美國Getty博物館強力推薦博物館文物研究修復專用攜帶型非接觸非破壞XRD/XRF應用
攜帶式XRD應用場域
攜帶型顯微XRF面掃描與攜帶非破壞XRD整合應用：如何互補提升文物研究深度?
兩種技術的結合提供了更完整的材料信息：
- 攜帶型MA-uXRF(顯微XRF)：獲取文物表面元素分佈，提供定量與定性分析。
- 便攜式XRD：確定材料的晶體結構，識別相變化與製造技術。
實際應用案例
- 古代壁畫分析：透過顯微XRF識別顏料組成，XRD確認為何種礦物晶相顏料。
透過特定分析位置，對所獲得到XRF與XRD資訊進行模擬mapping分析
參考文獻: Getty Conservation Institute, Via S. Tommaso Torino, Italy
2. 青銅器腐蝕研究：uXRF分析氧化層元素，XRD確定氧化產物結構，判斷腐蝕機制。
5. 文物研究的應用案例與技術優勢
在過去50年裡，修復人員為了尊重文物材料完整性，對文物分析時採取最小干預方式。在沒有其他技術可以提供必要資訊的情況下，只好從藝術品中取出小樣本進行科學分析才被認可，僅有少數分析儀器可選擇不需要取樣。
直到最近，已看到有便攜式儀器發展大大改變了藝術品保存的格局，可以使用非破壞方式獲得文物材料資訊進行文物研究與保存修復策略。
文物資產保存科學家對重要的藝術品和建築物，在確定文物材質和製作方式(技術藝術史)，以及其創作時間與地點(年代和來源)，能在不破壞文物的情況下對文物進行材料分析的需求也越來越重要。因研究還需要揭示了材料隨時間的變化方式，並提出減緩其劣化的方法。這些資訊幫助藝術史學家、考古學家和修復人員更好地理解和保存他們研究的物品(文物)。
現今將分析儀器從實驗室帶到藝術品現場進行分析重要性，比傳統習知將珍貴藝術品文物帶到實驗室作法，帶來更多好處。
移動藝術品本身存在風險：保險公司對運輸過程中可能發生損壞收取高額費用，通常禁止為研究而移動物品，而某些物品根本無法運輸。便攜式儀器使修復人員、博物館策展人、藝術史學家、現場管理者等能現場討論，快速找出解決方案，並強化這些合作關係。
下表將攜帶型顯微XRF與攜帶型XRD的主要應用與技術優勢做比較對照表
6. 結論與未來展望
顯微聚焦XRF自動面掃描與XRD技術的結合為文物研究提供了更精確、更全面分析工具，幫助研究人員深入理解文物的製作技術、修復歷史與劣化機制。未來，隨著技術的進一步發展，這類非破壞性技術將在文化遺產保護領域發揮更重要的作用。
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