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颜料粉末的高光谱成像无损表征技术

作者：毛政科;张文元;于宗仁;刘绍军;
关键词：高光谱成像;;无损表征;;壁画;;粒度;;厚度;;光谱反射率
摘要：通过高光谱无损表征技术在壁画颜料粉末鉴定中的应用效果评估,为高光谱颜料粉末数据库的建立打下基础。对壁画中常见的蓝铜矿和孔雀石颜料粉末进行XRD成分检测,并将颜料粉置于30 mm×20 mm×A mm的凹槽中,其中A分别为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6 mm。用高光谱成像仪得到不同粉层厚度的蓝铜矿和孔雀石的光谱反射率。进一步将颜料筛分为0~50μm,50~74μm,74~100μm和100~150μm四种粒度范围,在相同测量条件下进行高光谱成像。在此基础上,建立小型的壁画颜料粉末高光谱数据库并开展壁画颜料的鉴定工作。结果表明:在0.2~1.6 mm厚度范围内,不同厚度的同种颜料,其光谱反射率变化幅度在2%以内,且光谱反射率的曲线形状与关键光谱信息几乎没有变化。随颜料粉末粒度减小,在400~600 nm和800~1 000 nm范围内的蓝铜矿,与在400~700 nm和900~1 000 nm范围内的孔雀石,其光谱反射率增大,但光谱反射率曲线的形状等没有显著变化。高光谱能够准确鉴定出壁画中所用颜料的成分。颜料层的厚度和粒度对颜料反射率光谱曲线的影响不大,粒度在一定波段内会造成颜料的光谱反射率增大,但不影响光谱曲线形状等关键信息,即在0~150μm范围内的颜料均可用于标准数据库的建立。
机构：中南大学粉末冶金研究院;敦煌研究院保护研究所;中南大学中国村落文化研究中心;
年期： 201703
中文刊名：粉末冶金材料科学与工程
CN： 43-1448/TF
ISSN： 1673-0224
核心期刊： Y
CI指数： 377.828
基金：国家自然科学基金资助项目(21471162);; 国家重点基础研究发展计划课题(2012CB720906)