通过远红外显微镜分析艺术家的颜料

艺术作品的认证和保护主要是通过材料的化学特性。亚博网站下载通过比较使用的材料相对于时间的艺术亚博网站下载是生成的,管理员可以快速区分真实的作品从制作精良的副本。此外,确定使用的材料也可以直接修复人员适当的清洁和保护方法来减缓这些艺亚博网站下载术作品的自然降解过程。在许多情况下,这也是确定以前保存的材料应用的关键。亚博网站下载

傅里叶变换红外(FTIR)光谱

傅里叶变换红外(FTIR)光谱法是一种行之有效的方法来测试和识别艺术家的材料。亚博网站下载^{1 - 10}不仅测量通常在执行中光谱区(4000 - 400厘米¹)。KBr光学通常用于红外光谱仪对低频截止在400厘米左右¹。Mercury-cadmium-telluride (MCT)探测器用于红外光谱显微镜进一步限制低频截止700 - 500厘米¹的范围内。不仅这些低频率限制所规定的有效性中识别许多无机颜料中发现的艺术品,经常有特征吸收带的远红外区域(600 - 10厘米¹)。拉曼光谱,另一个主要振动光谱学方法对文化遗产的分子识别材料,有一个基本的光谱范围远低于400厘米亚博网站下载¹。然而,产生荧光色素和约束力的媒体是一个经常遇到的问题调查的艺术颜料使用拉曼光谱。¹¹

色素远红外光谱表征材料的功效已被证明为宏观样本。亚博网站下载^{12 - 15}颜料的远红外显微镜研究,然而,一直是一个未开发的领域,因为等挑战的低辐射热能来源,相对较低的室温探测器的响应率,减少吞吐量的孔径面具。最新进展在光学材料和设计已经超过了很多挑战和打开的远红亚博网站下载外区域microspectroscopic在色素鉴定中的应用。在本文中,microspectroscopic分析颜料使用热科学的那些时光™™Nicolet iS50红外光谱分光计和Czitek™SurveyIR™显微镜配件(图1)。

图1。Nicolet iS50 FTIR光谱仪SurveyIR显微镜配件的样品室。

实验

测量进行了衰减全反射(ATR)模式使用SurveyIR钻石ATR附件,或通过与样品反射率低辐射玻璃的显微镜载玻片。使用256扫描光谱聚集8厘米¹光谱分辨率。Mid-IR光谱测量的援助通用电气在KBr分光镜和DLaTGS探测器KBr窗口允许收集从4000年到400厘米¹。远红外光谱范围内的1800 - 50厘米¹使用固体基质聚集分光镜和DLaTGS探测器聚乙烯窗口。聚乙烯通常用作远红外窗口材料,但其强大的吸光度大约1460厘米¹和770厘米¹不允许测量在这些特定的地区。改变测量之间的分光镜是容易实现的自动分光镜换热器的那些时光iS50 (ABX) Nicolet光谱仪。特殊的ABX设计使自动切换测量模式没有任何清洗的损失。修改SurveyIR配件是没有必要让它测量在中期和远红外光谱区域。

结果与讨论

展示的效用远红外技术和性能,中期和远红外光谱的涂布纸板聚集。纸板上的涂层有高岭石(Al₂O₃* 2 sio₂* 2 h₂碳酸钙(CaCO O)₃),聚酯粘合剂。涂层的光谱都聚集在两种模式使用SurveyIR钻石ATR显微镜附件。首先,使用传统的频谱是聚集KBr衬底分光镜和KBr窗口DLaTGS探测器。这个频谱如图2 b在1850 - 400厘米¹地区。红外光谱的光学配置被修改为远红外模式。红外光谱使用这个设计是测量从1850 - 50厘米¹图2 c所示。总光谱质量和信噪比是相当合理的。许多乐队来自高岭石和碳酸钙吸收观察到低于400厘米¹超出范围的特定探测器和KBr窗口碎屑。虽然这些无机材料不仅在中也显示功能,范围扩大亚博网站下载到远红外区域提供了额外的光谱信息,可以帮助确定材料或组件的混合物。

图片2。测量涂布纸板的ATR。(A)的图像样本通过钻石ATR水晶之前和之后的接触面积,允许用户验证样本区域

被测量。不仅(B)中光谱特征低端的否决的MCT和DLaTGS探测器用虚线表示。(C)光谱特性的远红外光谱表明碳酸钙和高岭石KBr和中华人民共和国交通部负责所示低

波数碎屑。光谱区域约1460和770厘米¹被冷落的是由于强大的吸光度聚乙烯在这些位置探测器窗口。

不仅在中、远红外光谱的当代油漆如图3所示,另一个比较。这些光谱被记录的援助SurveyIR钻石ATR显微镜附件。不仅观察到中频谱符合聚合物丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯^{16日至18日}典型的现代聚合物涂料粘合剂。然而,远红外光谱允许识别的无机颜料,氧化锌,或“白锌”,因为它有一个特征吸收峰在380厘米¹。显然,不仅测量中光谱本身不会使一个积极的识别锌白色。

图片3。白漆含有氧化锌。不仅:中光谱只显示氧化锌吸收在380厘米的肩膀上¹(虚线)。底部:远红外光谱清晰显示氧化锌在380厘米的吸收峰¹。

远红外显微镜也用于颜料的分析一件家具在费城艺术博物馆的收藏(PMA)。片,衣柜如图4所示,是在中国制造的18世纪清朝时期。协助规划保护治疗,分析了装饰表面建立是否符合中国的18世纪或之后添加。的横截面样品取自衣柜的内部部分也是如图4所示。

图片4。清代漆器衣服衣橱和插图显示了一个使用的内部截面进行分析。(一)外部,内部(B)和(C)复合衣柜的横截面分析。星号代表了原始装饰表面。层以上这一点是后添加。加入数量:1940-7-2,费城

艺术博物馆;未知艺术家/制造商清朝(1644 - 1911);与涂漆木材和镀金装饰;黄铜配件。布卢姆菲尔德摩尔基金购买,1940年。

远红外微量分析进行的黄色和红色层横截面。从红色颜料粒子获得的图像如图5所示,部分a光谱红层的收购钻石ATR显微镜和朱砂参考如yabo214图5所示,分别部分B和C。朱砂引用来自福布斯色素收集在哈佛大学。¹⁹这两种光谱显示高度的相似性和证实积极的识别。朱砂是由矿石朱砂,硫化硫化汞,汞(II)。观察到的乐队是兼容与三角形α-mercuric硫化(朱砂矿物),是由于晶体的晶格振动。^20.朱砂是一个基本的红色颜料用于中国漆器的制作²¹衣柜和它的存在提供了重要证据的真实性。捕获的图像的黄色颗粒(A),黄色的漆层的远红外光谱色素(B),和三硫化yabo214二砷(作为参考₂年代₃)(C)如图6所示。光谱都记录在外部反射模式从样本压缩到低辐射玻璃基板。光圈罩对应250µm样本用于目标从黄色层提取的色素。参考三硫化二砷色素也从《福布斯》收藏。三硫化二砷矿物形成地热,被用作黄色色素从古代到20世纪早期。主要的吸收光谱图中指定。之间的吸收带黄色素和三硫化二砷参考光谱匹配和与前报告。^{月22日至23日}结果清楚地指定,黄色颜料三硫化二砷。情况下的色素,不仅缺乏特性中地区突出远红外测量的重要性。

图片5。远红外ATR光谱:(A)的图片红色颜料从衣柜中提取样本,(B)远红外ATR光谱的衣柜和(C)银朱参考样本。

图6显示了。远红外ATR光谱:(A)图片的黄色颜料从衣柜中提取样本,(B)远红外反射光谱的黄色的衣柜和(C)雌黄参考样本。

结论

不仅在中红外光谱为艺术品是一个有用的分析工具,并结合显微镜主要是有益的最小样本需要调查。然而,许多材料,主要色素组成亚博网站下载的无机成分,不能完全具有红外光谱显微镜配置不仅只对中操作。分析锌白色和两层古董工件的优势将远红外光谱与显微镜配件,允许更多的色素材料的感知特性。亚博网站下载化学信息的解释这些光谱可以用于确定真实性通过约会的艺术品,早些时候描述保护尝试,并计划新的保护措施。

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