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元素组成鉴定法

作者:佚名 来源:本站原创 发布时间:2017年03月20日 点击数:

1、原理

古陶瓷是由瓷石、高岭土等天然矿物原料按照不同的配方经过各种处理手段加工成型再烧制而成,其化学组成取决于所用的天然原料、配方、粉碎、淘洗等处理方法。

首先由于受区域自然地理条件的制约,不同地区土壤和矿物中的元素迁移和富集具有明显的周期性和地域性。

其次,随着技术的进步以及审美情趣的变化,中国古陶瓷胎、釉的配方也有明显的调整,如我国北方是从易熔粘土发展到高岭土加长石的配方,而我国南方则是从易熔粘土发展到瓷石,再到瓷石加高岭土的二元配方。

最后,原料的处理和精制也将对陶瓷制品的化学成分产生影响,如淘洗可去掉原料中的粗颗粒,提高了铝的含量,同时也可降低铁、钛等着色杂质的含量。

因此,不同窑口和不同年代的古陶瓷器物,由于所用原料、配方以及制作方法的不同,其胎、釉和彩的元素组成模式也不尽相同。

2、渊源

利用化学组成来进行古陶瓷的科技鉴定研究已具有相当长的历史,早在19世纪50年代,奥地利J.E. Wocel首次提出文物的制作年代与产地可能与其成分有关。1895年,美国哈佛的Richards对Athenian的古陶瓷进行化学分析后,发现其化学组成具有有趣的一致性。1954年,美国著名核物理学家Robert Oppenheimer和普林斯顿大学化学系的E.V.Sayre和R.W.Dodson用中子活化分析研究了地中海地区古陶瓷原料的产地。

我国科技工作者首次利用元素组成分析法是在上世纪60年代初。当时,周仁、李家治等人对陕西张家坡西周居住遗址中的陶瓷碎片进行了系统的主、次量化学组成分析,发现其化学组成与“北方青瓷”有很大差别,而相似于安徽屯溪出土的西周陶瓷碎片,表明张家坡陶瓷碎片和屯溪西周陶瓷碎片可能都是在南方烧造。

3、分析方法

可用于古陶瓷成分分析的方法有很多种,如湿化学法、中子活化法、原子吸收光谱法、X射线荧光法等。

但是湿化学法、中子活化法、原子吸收光谱法具有高灵敏度和准确度,都需要取样制成粉末后再进行测试分析,这对古陶瓷器物尤其是完整器物具有一定的破坏性,所以无法用于完整器物的科技鉴定。

X射线荧光,特别是能量色散X射线荧光仪,具有超大样品室,对完整陶瓷样品可直接测试,无需取样,不会对古陶瓷器物造成损坏,且分析灵敏度高,分析误差通常在1%~10%,非常适合用于古陶瓷的科技鉴定。

元素组成鉴定法

  Eagle Ⅲ XXL型能量色散X射线荧光光谱仪

4、操作

鉴定时,X射线荧光法利用质子、X射线等照射古陶瓷样品,使其发生反应,古陶瓷中所含的各种元素便可发射出相应的特征X射线,其强度与元素含量在一定范围内近似成正比,记录下特征X射线的能量和强度,即可计算出古陶瓷中各元素的含量。把它们和取自同样窑口古窑址的标准样本的元素含量作比较,如果两者相符,就认为该窑址标准样本的窑口和年代就是被检测器件的窑口和年代。反之,受测陶瓷器件的窑口和年代就不确定。如果检测到器物中某些元素含量异常,如Cu、Zn、Zr等元素含量很高的话,也可直接判定该器物为赝品。

 

元素组成鉴定法

某待鉴定汝瓷釉的EDXRF图谱

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