辽代绿琉璃瓦残块的分析研究

琉璃瓦作为古代高等级的建筑材料，从北魏时期就在宫殿、皇家寺庙上开始应用，辽宋时期除了应用在皇室建筑上，并且开始在陵园建筑上使用琉璃瓦。现存的明清时期琉璃瓦普遍存在釉层大量脱落的状况，但研究的这件辽代的绿琉璃瓦残块上，虽然釉层极薄、冰裂纹遍布、表面发白，釉层却整体保存十分完好，几乎没有明显起翘脱落，且具有很好的强度。采用超景深显微观察、扫描电镜能谱分析和X射线衍射分析，结合文献资料，对辽宁北镇医巫闾山辽代帝陵遗址中的新立遗址出土绿琉璃瓦残块进行胎、釉的成分分析，研究其烧造工艺，并对其保存现状和釉层保存完好的原因进行深入探讨。结果表明该绿琉璃瓦胎体原料为优质瓷土加上少量小颗粒砂石，其晶相有石英、α-方石英、硅线石、刚玉，是瓷土作胎的较早范例，为我国使用瓷土烧制琉璃瓦的早期历史和工艺发展提供了佐证。绿色釉层属于PbO-SiO₂-Al₂O₃基础釉体系，以Cu为呈色元素，Pb含量低于明清琉璃瓦，其成分中ZnO的缺失可能是釉面青绿色深浅不一、光泽度较低的原因。绿釉几乎无剥离，胎釉结合强度很好，是由于低铅薄釉降低了热膨胀系数、缓解了应力，胎釉热膨胀系数相配，表层浅裂缝不易联通内部与外界环境。加之其使用和保存环境都较为干燥，降低了水的影响，几乎没出现吸湿膨胀和冰冻膨胀。该工作可为相似文物样品的研究、辽代建筑琉璃构件工艺的研究和琉璃文物的病害和保存提供参考。     

用多元统计分析研究黄冶窑白瓷的原料特征

黄冶窑文化内涵丰富，其创烧于隋，兴盛于唐代中期，停烧于唐代晚期。为探讨不同时期黄冶窑白瓷的胎料来源和釉料配方是否相同，选取黄冶窑隋、早唐、中唐、晚唐四个时期的80个白瓷样品，利用质子激发X射线荧光分析(PIXE)测定各样品胎、釉中9种化学成分(Na₂O、MgO、Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、K₂O、CaO、TiO₂、Fe₂O₃)的含量，用多元统计分析中的Fisher判别分析处理PIXE数据，并计算各样品釉的木灰釉式系数b来划分瓷釉类型。结果表明:黄冶窑四个时期的胎料取自同一或相近的地点,都是就地取材；四个时期的釉料配方比较相似，而四期白瓷的釉料配方最为稳定，且与二期釉料配方最相似，而与一期釉料配方已有明显不同；黄冶窑白瓷釉大部分为钙釉，存在少量钙碱釉和碱钙釉。     

苏羊遗址白灰面的制作工艺研究

河南省洛阳市宜阳县苏羊遗址是中原地区史前时期的重要遗址之一,该遗址出土房址的地面和墙面涂抹有“白灰面”,其原料和制作方法对研究史前建筑材料具有重要意义。采用X射线衍射分析仪（XRD）、X射线荧光光谱仪（XRF）对采自苏羊遗址的白灰面、遗址周边地区的几种天然石灰质原料（料礓石、石灰石和牡蛎）进行分析检测,以探究苏羊遗址白灰面的制作原料。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和扫描电镜（SEM）对苏羊遗址的白灰面、天然料礓石和模拟制备的白灰面进行分析检测,利用红外图谱中方解石的ν₂/ν₄值反映其晶体的无序程度,并绘制ν₂-ν₄特征趋势线,最后结合微观形貌观察,以探究苏羊先民在制作白灰面时,是否将原料人工烧制成石灰后再使用。结果显示,苏羊遗址白灰面样品的主要物相为石英、方解石以及少量长石,化学成分中钙含量与硅含量较高,其化学成分、物相等与天然料礓石相似,而不同于石灰石和牡蛎;根据红外谱图显示的信息,苏羊遗址白灰面的ν₂/ν₄平均值在3.6左右,远低于人工烧制石灰的ν₂/ν₄值,其ν₂-ν₄特征趋势线也与天然料礓石的接近;结合扫描电镜观察结果,可初步认为苏羊先民在制作白灰面时,以天然料礓石为原料,未对料礓石进行人工烧制,是直接将其粉碎后与水按比例混合成浆状,涂抹于墙面、地面以及窖穴穴壁。相关研究结果为辨别天然料礓石和人工烧制料礓石的碳化产物提供了一种较为便易的研究方法,有助于进一步了解史前白灰面的制作原料和工艺,为考古工作人员研究史前居民制作建筑材料的工艺和改善居住环境的思维意识提供了参考依据。     

唐三彩烧制工艺的无损分析研究

唐三彩是我国重要的文化遗产,分析其胎体和釉料的化学成分和物相结构对研究其原料特点和烧制工艺具有重要意义。利用微束X射线荧光谱仪和X射线衍射谱仪无损分析陕西醴泉坊窑、河南黄冶窑和陕西省博物馆烧制的现代仿品等唐三彩样品。研究结果表明,醴泉坊窑唐三彩和黄冶窑唐三彩的原料来源于不同类别的黏土。醴泉坊窑和黄冶窑烧制的唐三彩胎料中主要含有大量α-石英(SiO₂, PDF 46-1045)和少量的方石英(SiO₂, PDF 76-0932)等晶相,但醴泉坊窑和黄冶窑烧制的唐三彩胎料中还分别存在少量α-Fe₂O₃(Fe₂O₃, PDF 16-0653)和微量莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂, PDF 83-1881)等晶相。这表明二者原料来源和烧制工艺的不同导致其烧成胎料中矿物结构的差异。在唐三彩的釉彩中,着色元素Fe, Cu和Co充分熔融在铅熔剂里,且在黄釉和绿釉的交界处Fe与Cu相互交融。釉彩的XRD谱...     

富铁原料对铁系析晶釉的影响机制初探

黑釉瓷是我国古代最普遍的色釉瓷品种之一,由于原料易得,故各地都有烧造,尤其在宋代得到迅猛发展。目前,在古代黑釉中已发现α-Fe₂O₃,ε-Fe₂O₃,Fe₃O₄等多种铁的氧化物析晶,但关于富铁原料对晶体种类的影响机制却鲜有报道。因此,本研究以汝州大峪青石头、红石头和杭州紫金土作为研究对象,采用超景深显微镜、X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、显微共聚焦激光拉曼光谱仪（Raman）以及扫描电子显微镜（SEM）对其进行综合性研究。首先,根据光谱信息,对比分析它们的化学组成、物相以及含铁相的种类。然后,以其单独作为制釉原料,通过显微结构结合光谱信息,研究烧成后含铁相的变化机理。结果表明：青石头中CaO,MgO和K₂O的含量高,可以降低釉熔体的高温黏度,增加其流动性,有利于质点的迁移以及晶体的成核、长大。红石头中SiO₂的含量仅有61.36%,而且含有方解石晶体,故其熔融温度低,易于形成玻璃相,此时铁元素以离子状态存在。紫金土中SiO₂和Al₂O₃含量高,CaO,MgO和K₂O含量低,因而其熔融温度高。将三种富铁原料熔融成釉,青石头釉中部分的α-Fe₂O₃晶体发生了分解反应,析出黑色的磁铁矿（Fe₃O₄）晶体,而且气泡周围的α-Fe₂O₃晶体浓度不断提高并随气泡上升到釉面逸出,形成棕红色的晶花,适合作为黑花釉的原料;红石头釉以玻璃相为主,未发现明显的铁析晶,适合作为青瓷釉的原料;紫金土釉中玻璃相含量最少,高含量的SiO₂与大尺寸的α-Fe₂O₃颗粒有利于短棒状ε-Fe₂O₃晶体的生成,使釉面呈深棕色并伴有金属光泽,适合制备紫金釉。该研究不仅探讨了富铁原料对铁氧化物析晶的种类及其釉色、釉质的影响规律,并揭示了铁氧化物析晶的物理化学过程,对于古代铁系析晶釉的研究以及现代铁磁材料的制备具有重要的借鉴意义。     

河南宝丰和新郑出土硅酸盐制品的无损分析研究

无损分析是文物样品研究的重要内容,研究中采用便携式能量色散型X射线荧光光谱仪(pXRF)和激光拉曼光谱仪(LRS),对河南宝丰和新郑出土的21件战国晚期到汉代的硅酸盐制品进行了化学成分分析和微区物相分析。依据化学成分分析结果,将样品划分为铅钡硅酸盐玻璃、钾硅酸盐玻璃、釉砂和铅钡釉砂四类分别进行讨论,并对样品的着色机理进行了初步探讨;利用激光拉曼光谱在部分蜻蜓眼和圆环珠蓝色颜料中检测到了中国蓝(BaCuSi₄O₁₀)、中国紫(BaCuSi₂O₆)和中国深蓝(BaCu₂Si₂O₇),同时成功确定了部分样品中存在石英、方解石、碳酸铅、煅棕土、绿土等多种物相;结合考古研究资料,对这些样品的来源进行了简要讨论,其中本实验铅钡硅酸盐玻璃、钾硅酸盐玻璃耳珰和铅钡釉砂为我国自制,而另外1件釉砂可能属于舶来品,反映了我国古代中原各地区间,以及中原与西域间有着广泛的文化技术交流。便携式能量色散型X射线荧光光谱仪和激光拉曼光谱仪的相互结合,能够提供硅酸盐制品的有效化学成分和结构信息,在文物科学分析中显示出特有的优势,为其考古研究提供有益的信息。     

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。     

Li2O-Nb2O-SiO2系统非晶态离子导体的结构与电学性能

本文采用红外吸收光谱法、X射线散射法和EXAFS方法研究了LiO-Nb₂O-SiO₂系统非晶态离子导体的结构,认为Nb⁵⁺在非晶结构网络中主要是以[NbO₆]形式存在。非晶结构随Nb₂O₅含量的多少而变化。低Nb₂O₅含量时,[NbO₆]相互间以边相连,并与[SiO₄]组成多元环后,形成非晶网络结构。高Nb₂O₅含量时,非晶网络结构主要是以角顶相连的[NbO₆]所组成。根据电导测试结果,讨论了结构与电学性能的关系,认为Li₂O含量在0.45左右,Nb₂O₅,含量在0.3左右组成的非晶材料有最高的电导率。 关键词：     

陕西周原遗址出土西周原始瓷工艺特征的初步研究

南方地区原始瓷出土数量较多且出土地点较为集中,从而对它的工艺和产地研究较为深入;而北方原始瓷因出土地点分布零散和数量的限制,对它的科技分析比较少。随着陕西周原遗址出土了大量原始瓷,有必要对该遗址出土的原始瓷做一个整体分析。为了探讨陕西周原遗址出土西周时期原始瓷的工艺特征,采用超景深三维视频显微系统和能量色散X射线荧光光谱分别对原始瓷胎釉微观结构和化学元素组成进行了观察与测试。显微观察可见：原始瓷胎质粗糙,胎中未熔颗粒、孔隙较多;施釉不均,釉层较为浑浊,分布较多气泡。化学组成测试结果显示：胎中Al₂O₃含量集中在11.8%～17.21%,SiO₂含量分布在75%～80.5%, K₂O含量分布在3%～7.85%;釉中CaO含量分布在11.08%～23.94%, P₂O₅含量分布在1%～3.18%、MnO含量分布在0.24%～1%,而釉中P₂O₅,MnO,K₂O含量较胎相对提高。结果分析表明：原始瓷胎料可能选用含较高钾的瓷石;釉应是添加了草木灰的钙釉;周原遗址的原始瓷工艺尚处于制瓷技术初级阶段。     

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。     

A portable high-power diode laser-based single-stage ceramic tile grout sealing system

By means of a 60 W high-power diode laser (HPDL) and a specially developed grout material the void between adjoining ceramic tiles has been successfully sealed. A single-stage process has been developed which uses a crushed ceramic tile mix to act as a tough, inexpensive bulk substrate and a glazed enamel surface to provide an impervious surface glaze. The single-stage ceramic tile grout sealing process yielded seals produced in normal atmospheric conditions that displayed no discernible cracks and porosities. The single-stage grout is simple to formulate and easy to apply. Tiles were successfully sealed with power densities as low as 200 kW/mm² and at rates of up to 600 mm/min. Bonding of the enamel to the crushed ceramic tile mix was identified as being primarily due to van der Waals forces and, on a very small scale, some of the crushed ceramic tile mix material dissolving into the glaze. In terms of mechanical, physical and chemical characteristics, the single-stage ceramic tile grout was found to be far superior to the conventional epoxy tile grout and, in many instances, matched and occasionally surpassed that of the ceramic tiles themselves. What is more, the development of a hand-held HPDL beam delivery unit and the related procedures necessary to lead to the commercialisation of the single-stage ceramic tile grout sealing process are presented. Further, an appraisal of the potential hazards associated with the use of the HPDL in an industrial environment and the solutions implemented to ensure that the system complies with the relevant safety standards are given.     

安徽繁昌柯家冲窑青白瓷釉化学组成及其制釉工艺来源研究

为了解繁昌柯家冲窑青白瓷釉化学组成特征及其演变过程,并探索我国南方早期青白釉的工艺技术来源,本文运用能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF)分析了柯家冲窑五代至北宋中期不同阶段青白瓷釉的化学组成,并将分析结果与同时期北方定窑白瓷釉及南方越窑青瓷釉化学组成进行了综合对比研究。结果显示,繁昌柯家冲窑青白釉化学组成在北宋中期时发生了明显变化,其中尤以SiO₂含量的下降和CaO含量的上升最为明显,着色元素Fe,Mn,Ti的氧化物含量自五代时期至北宋中期变化幅度很小,繁昌柯家冲窑青白釉釉色由偏白向偏青转变的原因可能与该窑瓷器胎色的不断加深有关。此外,主成分分析及具有相似功能特性的元素组合对比分析结果显示,繁昌柯家冲窑青白瓷釉的化学组成与北方定窑白瓷釉较为接近,其釉料配方工艺可能来源于同时期我国北方地区以定窑为代表的白瓷窑场。本文研究结果对了解我国早期青白瓷釉的化学组成特征及晚唐五代时期南、北方制瓷工艺技术交流问题等有重要学术价值。     

An assessment study of tiles from Topkapı Palace Museum with energy‐dispersive X‐ray and Raman spectrometers

A limited number of studies concerning Ottoman ceramic technology have been performed using the scanning electron microscopy‐energy dispersive X‐ray spectrometry and micro‐Raman spectroscopy techniques. The discovery of the ceramics, which were described as ‘Iznik’, at excavation sites outside of the city of Iznik, caused disagreements over the exact origin of Iznik products. In this study, bodies, glazes, and pigments of 46 tile/ceramic shards of unknown origin, which were supplied from the vaults of Topkapı Palace Museum, and two reference tile fragments, known as Kütahya products, supplied from the demolished Surp Krikor Lusavoriç church and, additionally, two Iznik reference tiles were examined using the scanning electron microscopy‐energy dispersive X‐ray spectrometry and micro‐Raman spectroscopy techniques. Results of both techniques were evaluated together for the first time to determine the power of nondestructive Raman spectroscopy technique in differentiation of Ottoman tiles. In this work, bodies of the Kütahya tiles were found to be different than Iznik and Tekfur stone‐paste bodies, which are rich in clay rather than quartz. Two different lead‐alkali glaze compositions were found for Kütahya tiles; one was rich in PbO (over 35%) and the other one was rich in alkali (PbO less than 25%). Barite inclusions were detected in the bodies and in the glazes of some Ottoman tiles, which could be the fingerprint for the Kütahya products. It was found that the under glaze red decoration is essentially a mixture of hematite and quartz in different proportions. Shades of red decoration mainly depend on the amount of hematite in the mixture. Sixteenth century tomato red decoration contains more quartz compared with 17th century dark red decoration. This study showed that a similar technology was also applied at Kütahya in the 16th century. A linear correlation was found between the position of the Raman intense stretching peak Q₃ and lead oxide content of lead‐alkali glazes, which could allow for the differentiation of Ottoman tiles based on the nondestructive Raman analysis. This study provides an important additional reference data and discussion for the Ottoman tiles. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Application of WDXRF in the provenance studies of Persian haft rang tiles: a statistical approach

An outstanding style of Persian tilework, which emerged from the north‐eastern Iran in the 15th century, was extensively used for decorating architectural facades during the Safavid period (from the 16th through the 18th century). This type of tilework, the so‐called haft rang, technically comprises of forming a clay body and firing two glazed layers on top of the body. In the present paper, the first analytical data concerning haft rang tiles is provided. To do so, forty three samples of Safavid haft rang bodies were analysed by wavelength dispersive x‐ray fluorescence (WDXRF) and the obtained data were handled by principal component analysis (PCA). The results showed that the 17th century haft rang tiles wherever found are local products; that is, Safavid tile‐makers have used local clay sources to make the bodies of haft rang tiles. The analytical data also showed that old tileworks, in general sense, can be simply replaced by newly manufactured tiles or, at least, all tilework revetments in an individual edifice might not have been produced in an identical workshop. Moreover, WDXRF was used as an accurate and precise method to determine the chemical composition and to support compositional classification in provenance studies and can be considered as a reliable alternative for studying the provenance of archaeological ceramics. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

清代红绿彩瓷器无损分析研究

红绿彩瓷器是我国陶瓷史上一种重要的釉上彩瓷器,分析其彩料的化学组成和物相结构对其烧制工艺的研究有很重要的意义.但由于瓷器表面的不平整和彩料分布的不均匀性,导致其不满足传统的1 mm×10 m m线光源的X射线衍射仪对样品的测试要求.而毛细管聚焦的X射线衍射仪采用点光源的方式照射样品,毛细管X光透镜对Cu-Kα 的能量有...