基于OCT技术对古瓷釉气泡特征的初步研究

气泡是古代瓷釉中最常见的一种现象,气泡的大小与分布与胎体和釉层的配方及制作工艺密切相关。气泡表征对研究陶瓷的制作工艺、产地和时代特征等具有重要的意义。为了探讨利用光学相干层析成像技术（OCT）表征古代瓷釉中气泡及其分布特征的可行性,实验采用扫频OCT成像系统对五件不同类型的瓷釉样品进行了测试。根据实验所获得的透明釉层及胎釉结合部位的二维断面图像和三维层析图像,分别进行了瓷釉气泡二维断面和三维切片的特征研究,综合分析了釉层中的气泡特征及其可能产生的原因,认为釉层中的气泡主要是由于胎体中的气体在烧制过程中向釉层溢出所致;同时基于像素点计算了气泡的大小, 并与传统光学显微镜观测到的结果进行了比较;实验还针对不透明釉层中的气泡进行了大小计算、二维断面及三维切片的特征研究。实验结果表明,不同类型的古代瓷釉釉层中的气泡特征差异明显;基于像素点计算的气泡大小与传统光学显微镜测试的结果吻合, 近胎釉结合面的胎体切片能很好的反映瓷釉的气泡特征。本研究提出并验证了利用OCT技术表征瓷釉气泡特征的可行性与有效性,实现了釉层气泡特征的无损检测,特别是对不透明釉层气泡的分析,克服了以往利用传统显微镜技术对釉层气泡分布研究的局限,为古代陶瓷瓷釉的气泡特征分析提供了一种新型的、可靠的分析手段。     

景德镇五代瓷器组成配方的EDXRF分析

景德镇早期制瓷工艺一直是学术界所关注的焦点问题之一。采用能量色散X射线荧光法分析了景德镇五代时期湘湖窑出土白瓷和青瓷样品的胎釉元素组成,并据此探讨其原料和配方。研究表明,五代时期景德镇湘湖窑白瓷胎体所用原料为瓷石,而青瓷瓷胎应是采用瓷石配以紫金土的二元配方;白瓷和青瓷瓷釉皆使用釉果加釉灰的配方,且青瓷瓷釉配方中釉灰的用量高于白瓷瓷釉。     

景德镇仿龙泉青瓷与龙泉青瓷组成特征研究

龙泉青瓷不仅受到了国内外陶瓷爱好者的热捧,还被不同地区广大窑工争相效仿,其中以景德镇明清时期仿制最具代表性。利用能量色散X荧光光谱分析仪对38 件宋、元、明时期的龙泉青瓷以及明代景德镇仿龙泉青瓷进行了测试,并结合烧成温度分析结果,从时空角度对比分析了两地青瓷胎釉组成特征、演变规律和形成原因,有助于了解我国南方青釉瓷的演变发展、相互交流和影响,为不同产地青瓷的断源断代提供了一定的科学依据。     

河南省清凉寺窑址出土富铁釉瓷的无损分析研究

富铁釉瓷在中国古陶瓷史上具有重要地位，综合利用光学相干层析成像技术(OCT)、光学显微镜(OM)、激光拉曼光谱技术(LRS)和X射线荧光光谱分析技术(XRF) 对河南省宝丰清凉寺窑址出土宋金时期富铁釉瓷样品进行无损分析研究，获取了富铁釉瓷的釉层结构、釉面析晶的物相信息及胎釉化学成分等信息，探讨了釉层断面OCT灰度图像特征与其显微结构之间的关系以及富铁釉瓷的烧制工艺。结果表明，酱釉瓷和柿叶红釉瓷表面及黑釉红斑区存在富铁析晶层，黑釉瓷釉层表面未发现富铁析晶层的存在。酱釉瓷釉层富铁析晶层中铁的氧化物以ε-Fe₂O₃晶体为主，而柿叶红釉层则主要是α-Fe₂O₃晶体，黑釉红斑层同时存在ε-Fe₂O₃，α-Fe₂O₃晶体以及磁铁矿。上述差异形成的原因与釉层化学成和烧制工艺存在联系。釉层中高含量碱土金属氧化物及氧化铁区域更容易析出氧化铁晶体。黑釉瓷烧成气氛以还原气氛为主，而酱釉瓷和柿叶红釉瓷则倾向于氧化烧成气氛，且柿叶红釉瓷的烧成温度高于酱釉瓷。该研究将OCT，OM，LRS与XRF相结合，有助于加强对富铁釉瓷的整体认知，为富铁釉瓷的断源断代提供更为丰富的线索。     

湖田窑宋代青白瓷的组成及呈色特征

景德镇宋代以生产青白瓷而闻名,其中湖田窑又是景德镇宋代窑址中最典型的一处,其生产的青白瓷精巧细致,有“假玉器”和“饶玉”之称。研究采用能量色散X荧光光谱分析仪和色差计,分析了湖田窑宋代青白瓷的胎、釉化学组成和色度值,初步探讨了不同时期青白瓷的组成、配方和呈色特征。研究表明,湖田窑北宋和南宋青白瓷胎体组成特征基本一致,均与当地瓷石原料较为接近,极有可能采用了附近的三宝瓷石原料制胎。瓷釉组成结果显示釉中含有较高的CaO和一定量的MnO和P₂O₅,表明湖田窑青白瓷釉为“钙釉”,且釉料配方中引入了一定量的草木灰。色度分析结果显示,湖田窑北宋和南宋青白瓷釉主波长分别为500和496 nm左右,均落在可见光波的绿色波段。但对比北宋和南宋瓷釉组成和色度结果发现,北宋青白瓷釉无论是组成还是色度数据结果均较南宋更为分散,且南宋青白瓷釉层呈色相较北宋样品b值更小,釉色更为偏蓝。研究认为,湖田窑青白瓷从北宋至南宋,釉料配方经历了从探索逐渐走向成熟、稳定的过程。研究结果不仅为景德镇湖田窑青白瓷的断源断代提供了数据支撑,也为湖田窑青白瓷制瓷技艺的传承和传播提供了一定的科学素材。     

后司岙匣钵工艺特征及其对青瓷釉面呈色的影响

越窑青瓷是我国最早烧制成熟的青瓷器,其中使用瓷质匣钵烧造秘色青瓷是越窑独特的烧造技术,为揭示越窑上林湖后司岙窑址出土的唐五代时期匣钵的工艺特征及其对装烧青瓷的影响,采用能量色散X荧光光谱仪（ED-XRF）、超景深显微镜、扫描电子显微镜（SEM）等现代测试分析手段,对后司岙窑址出土的唐五代时期瓷质匣钵、普通匣钵、普通青瓷、秘色青瓷进行了元素组成、显微结构、吸水率等测试分析。同时采用分光光度计,对该遗址出土的唐五代普通青瓷和秘色青瓷表面色度进行了测试分析。分析结果表明：唐五代普通匣钵的基体部分和瓷质匣钵组成相似,采用了SiO₂含量约为75%、Al₂O₃含量约为16%,且与青瓷胎体类似的当地冲积粘土类原料;而唐五代瓷质匣钵中TiO₂和Fe₂O₃的含量高于青瓷胎体且差异略大,说明青瓷胎体淘洗工艺更加严格。其中普通匣钵内存在大量平均尺寸在530 μm左右,且具有颗粒级配呈现一定规律的夹杂粗颗粒,是一类为增加普通匣钵使用寿命特意拣选添加的高硅质原料,增加了匣钵的透气性、机械强度和热稳定性从而延长匣钵的使用寿命;唐五代瓷质匣钵的气孔率为1.61%、吸水率为0.73%,低于普通匣钵8.18%和4.28%,而体积密度为2.22 g·cm-3高于普通匣钵的1.99 g·cm-3,且导热性能高于普通匣钵,有利于减少匣钵内外温差、缓解温度滞后现象。另外,上林湖后司岙窑址出土的秘色青瓷使用气孔率较低的瓷质匣钵,并进行口沿封釉,有效降低了装烧青瓷釉在冷却过程中被二次氧化的程度,提高了匣钵内气氛的稳定性和青瓷釉层中Fe2+的含量,改善了其呈色稳定性和外观效果。同时秘色青瓷釉层略厚,减少了胎体对产品外观的影响,增大了釉面折射率和明亮度,使其在CIE色度空间中相比普通青瓷处在更偏蓝绿色区域。     

EDXRF微量元素分析在文物断源断代中的研究

能量色散X荧光分析（EDXRF）是重要的元素成分析方法之一,现已成为一种强有力的定性和精确定量的无损分析测试技术。能量色散X荧光分析（EDXRF）技术具有不破坏分析样品,并能快速进行钠（Z11）至铀（Z92）的多元素的同时分析,以及分析的浓度范围宽广,精度高等特点,因此,特别适合于进行文物材料的成分分析研究,尤其适合测试极其珍贵的古陶瓷完整文物样品分析与鉴定。文章运用该方法对选自杭州南宋官窑窑址、龙泉古窑址出土的14个样品的南宋官窑青瓷、南宋龙泉窑青瓷和现代仿古青瓷等进行了元素分析的对比研究,分析测定古陶瓷样品中胎、釉的主、次量及微量元素组成,寻找组成中的“指纹”特征元素,试图为古陶瓷文物的断源、断代研究和真伪鉴定提供科学依据。研究结果表明能量色散X荧光分析（EDXRF）是一种较理想的文物研究和鉴定的科学分析手段。     

用NAA研究清凉寺窑和张公巷窑青瓷胎的原料特征及来源

为研究清凉寺窑汝瓷胎和张公巷窑青瓷胎的原料特征及来源, 选取37个清凉寺窑汝瓷胎样品(32个汝官瓷胎和5个汝民瓷胎)、 32个张公巷窑青瓷胎样品以及14个岩石样品, 用中子活化分析 （NAA）方法测得每个样品中的23种元素含量; 使用散布分析及主成分分析方法处理NAA数据。 结果表明: 元素Fe, Ce, Ba, Ta, Th, La, Sm和Cr可作为区分汝官瓷胎和张公巷窑青瓷胎原料产地的指纹元素; 汝官瓷胎原料产地较集中, 来源相对稳定; 清凉寺窑汝民瓷胎料产地与汝官瓷基本相同, 均为就地取材; 张公巷窑青瓷胎原料产地较为分散, 与汝官瓷不同, 但二者距离相近。 关     

基于卷积神经网络的古陶瓷窑口甄别

古陶瓷作为中华文化的瑰宝,自古以来不仅在国内受到追捧,在国外同样被视若珍宝。伴随着古代商贸的进行,中国古陶瓷遍布全球各地,辗转流传被私人或博物馆收藏,还有部分古陶瓷经墓葬发掘以及沉船打捞后被收藏于博物馆,这类古陶瓷的产地溯源一直以来都是陶瓷考古的重点,对于研究古代商贸和文化交流有重要的意义。通过便携式数码显微镜、分光光度计、 X射线荧光等方法对从越窑后司岙、越窑寺龙口、龙泉枫洞岩窑、耀州窑发掘出土的青釉瓷样品进行分析测量,获得了来自四个窑青釉瓷样品的微观气泡尺寸分布特征、紫外可见近红外光谱特征、釉的成分数据。将来自四个窑青釉瓷样品的这三种特征作为变量建立卷积神经网络分类模型进行训练和验证,结果表明青釉瓷的微观气泡尺寸分布特征、紫外可见近红外光谱特征以及瓷釉成分数据均有效,但是不同特征的分类准确率差异非常明显。三十次随机划分训练集与测试集的模型训练平均准确率：微观气泡尺寸分布特征模型为75%,紫外可见近红外光谱特征模型为89.2%,成分数据模型为92.1%,成分数据模型准确率最高且训练集与测试集准确率相差最小。将基于不同特征训练好的模型参数保存进行融合后再训练发现基于紫外可见近红外光谱特...     

河南漯河古城遗址出土宋代青白瓷化学组成及来源研究

该研究中,对发掘于河南漯河古城遗址宋金土层的瓷器样品进行了综合表征。青白瓷显微结构分析表现为典型的南方石英、绢云母质瓷;能量色散型X荧光光谱(EDXRF)分析表现出"高硅低铝"特性,胎体制作过程中采用了单一瓷石为原料的"一元配方工艺";结合胎釉外观特征及白度值,可判定其属于典型的南方青白瓷。鉴于瓷胎的成分具有一定的地域特征,借助主成分分析方法(PCA)将该批瓷器样品与南方同时代周边青白瓷瓷胎的主量化学元素进行比较,结果显示其与景德镇湖田窑和安徽繁昌窑样品的数据点分布具有很高的重合度,而与其他窑口样品明显偏离,表明这三个窑口的样品在化学组成上有高度的相似性。进一步将这3个窗口的胎釉常量化学元素进行散点图分析比较,发现该批样品与江西湖田窑青白瓷在化学元素组成上具有更高的共性。综合各种分析,推测该批青白瓷样品应产自宋代景德镇湖田窑,为景德镇供奉开封中上层统治者使用的瓷器,后期通过贸易流通到中原地区。结合古代文献资料,推测出其可能的流通路线。该研究对探明我国古代青白瓷的制瓷工艺、瓷器贸易流通状况及挖掘漯河古城遗址的历史文化价值具有重要意义。     

Main chemical ingredients of the celadon glaze from Qingliangsi kiln and Zhanggongxiang kiln

The proton induced X-ray emission (PIXE) is used to determine the chemical ingredients of seven main elements in the samples of Ru Guan porcelain glazes and Ru Civil porcelain from Qingliangsi kiln in Baofeng County and the samples of celadon glaze from Zhanggongxiang kiln in Ruzhou City. The PIXE data are then analyzed by scatter analysis and fuzzy cluster method for determining their classification and provenance. The results show that there are obvious differences between the ingredients of glaze material of Ru Guan porcelain and Ru Civil porcelain from Qingliangsi kiln, of which the former ingredients are stable and its source is localized, and that the sources and ingredients of the glaze of Ru Guan porcelain and those of celadon glaze from Zhanggongxiang kiln are not wholly the same, of which the latter sources are much scattering.     

景德镇釉上彩绘瓷器釉上彩的Raman与EDXRF分析

釉上彩绘瓷器是我国古陶瓷中重要品类之一,具有极高的艺术价值和科学价值。采用拉曼光谱和能量色散X射线荧光分析等无损技术手段,对陶瓷釉彩的元素组成和物相组成综合分析,探讨了人们广为关注的景德镇元、 明和清代釉上彩绘瓷若干典型颜料种类的组成配方及其相应的呈色机制。研究发现景德镇古代红绿彩、 五彩、 粉彩等标本中的深红釉上彩料为赤铁矿着色,黄彩为铅锡黄着色,胭脂红彩则由含量不到0.1%的金所着色,绿料皆为二价铜离子着色。研究结果也进一步说明了Raman和EDXRF这两种无损、 微区分析技术的有效结合可以在深化陶瓷类文物的分析研究,尤其是针对图案交错复杂的多种彩绘颜料研究方面起到重要的作用。     

PIXE analysis of Chinese Ru celadon made in the 11–12th centuries

The Ru kiln is one of the five most famous kilns (Ru, Guan, Ge, Ding and Jun kilns) in the Chinese Song Dynasty (AD 960–1279). The Ru Kuan kiln at Qingliang Temple, Henan Province, originated from the Ru folk kiln. PIXE and factor analysis were employed to study the difference between the folk celadon and the Kuan celadon. The relationship between the Ru Kuan and Ru folk celadons from the Qingliang Temple kiln site and the Ru celadon from the Zhanggongxiang kiln site, found in the last few years, was also studied. The experimental results showed that the same body raw material was used for the production of the Ru Kuan and Ru folk celadons whereas the Ru celadon from Zhanggongxiang was produced from a different body raw material. Factor analysis based on chemical components of the glaze is able to differentiate between the celadons, i.e. Ru Kuan celadon, Ru folk celadon and the Ru celadon from Zhanggongxiang. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Composition analysis of medieval ceramics by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS)

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) technique is expected to be one of the most preferred techniques in archaeology research since it does not disrupt the structural and chemical form of archaeological samples, and it is considered virtually nondestructive analysis method. In this work, LIBS is used for analyses of glaze, paint, and clay of medieval ceramics collected from East Plain Cilicia, Osmaniye Province during archaeological survey. Transparent glazed and colour-painted ceramics of the Islam and Byzantine pottery traditions are analysed to detect distinctive and common features of the chemical compositions of their glazes. The spectral lines of Islamic and Byzantine glazes indicate that their structures are same. However, strontium (Sr) is determined in the transparent glaze of Islamic ceramics. Elemental composition and homogeneity of paint on one of the sample are determined by LIBS analysis. Colour changes are related with composition differences of the paint content in the archaeological ceramic. In addition, the clay classification of archaeological ceramics taken from the Yap?l?p?nar mounds, Ta?l?höyük mounds, and Ören?ehir ancient sites is done using PCA and PLS-DA chemometric techniques. According to the results of the classification, Yap?l?p?nar mounds terracotta ceramics differ from those of Ta?l?höyük and Ören?ehir ancient sites.     

XRF analysis without sampling of Etruscan depurata pottery for provenance classification

In order to settle the provenance of a set of ancient ceramic shards, the elemental composition data acquired are usually treated by multivariate analysis techniques. The quantitative X‐ray fluorescence (XRF) analysis is an appropriate tool if it is possible to grind ceramics and analyze a sample that is representative of the object. If we deal particularly with well‐preserved objects, we are often not allowed to sample them. Moreover, moving these objects from museum could be unfeasible as well. The aim of this work is to evaluate if spot XRF analysis on integral objects is adequate to classify row clay provenance even if ceramics is not an intrinsically homogeneous material. So, we performed measurements on a set of Etruscan fine ware already classified according to the archaeological, chemical and mineralogical examination. For each sample, several measurement points in polished areas were considered for XRF analyses, allowing a correct provenance classification. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.