南海一号出水景德镇窑与龙泉窑青瓷特征的无损分析研究

古代陶瓷产地研究是陶瓷考古的重要内容,也是科技考古工作者研究的重点。目前国内古代陶瓷产地研究主要依赖化学成分分析技术,对陶瓷釉层结构特征的无损分析研究却相对缺乏,难以对古代陶瓷进行全方位的认知。该研究首次将光学相干层析(OCT)与X射线荧光(XRF)光谱分析技术相结合,对南海一号沉船出水的南宋初期景德镇窑和龙泉窑青瓷瓷釉的断层结构特征和化学成分特征进行综合无损分析研究。首先采用扫频OCT成像系统对两个窑址青瓷瓷釉断层结构及装饰工艺特征进行了研究,分析了青瓷瓷釉类型、釉层厚度、釉层内气泡、包裹体、表面裂纹等特征及分布状况,对比了两窑址青瓷瓷釉断层结构特征,确定了可能采用的装饰工艺。其次,利用X射线荧光(XRF)光谱分析获得了两窑址青瓷胎釉的化学成分,对比研究了两个窑址青瓷胎釉化学成分差异,进而探讨了瓷釉断层OCT图像特征与釉层化学成分之间存在的联系。实验结果表明,景德镇青瓷和龙泉青瓷样品在釉层厚度、气泡、裂纹、包裹体等瓷釉断层结构特征上差异明显,在胎釉化学成分方面,两类青瓷在胎釉着色相关元素、釉层碱性氧化物等成分含量上也存在差异。同时,瓷釉断面结构特征差异与釉层化学成分差异存在紧密联系。实验证明,将OCT与XRF相结合是一种有效的辨别瓷器窑口的科学技术方法。     

历代定窑白瓷的EDXRF和XAFS分析

定窑是我国宋代五大名窑中唯一以生产白瓷而闻名于世的窑厂,其高超的刻印花纹技术及首创的支圈覆烧工艺,对国内外许多窑场产生了深远的影响。采用(energy dispersive X-ray fluorescence, EDXRF)探索了历代定窑白瓷的组成配方,并采用X射线吸收精细结构(XAFS)法分析了瓷釉中Fe元素的价态,以探讨定窑白瓷的相关烧制工艺。研究发现,定窑白瓷瓷胎具有典型北方瓷器“高铝低硅”的特征,并在瓷胎中特意添加了富含CaO的矿物原料,对瓷胎的烧结有一定的促进作用。瓷胎中的TiO₂应主要是高岭土原料中的杂质。定窑白瓷瓷釉具有“高钙高镁”特征,基本属于钙镁釉或钙镁碱釉。其瓷釉配方中应含有一定量的白云石或滑石。瓷釉中K₂O的含量逐步增加,反映了定窑瓷釉由钙镁釉向钙碱釉发展演变的过程。此外,根据瓷釉中的Al₂O₃,MnO和P₂O₅等含量的特征,可以推测釉料配方中应添加了草木灰和高岭土。由XAFS分析结果可知,晚唐五代时期定窑白瓷釉中Fe3+比例最高,金代次之,宋代最低,不同时期定窑白瓷皆是在还原气氛中烧成。宋金时期定窑白瓷白中泛黄可能由于燃料煤中富含的硫在燃烧过程中与瓷釉反应,生成Fe-S化合物所致。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

安徽繁昌窑青白瓷化学组成的WDXRF分析研究

安徽繁昌窑五代时期(AD907-960)创烧青白瓷,是目前已知的我国最早烧造青白瓷的窑场。北宋中期(AD1023-1085)后,繁昌窑迅速衰落,对其衰落原因,目前尚不清楚。文章运用波长色散X射线荧光光谱法(WDXRF)分析了繁昌窑青白瓷胎的化学组成,结果显示北宋中期时繁昌窑瓷胎的主微元素化学组成均发生了较为明显的改变。结合中子活化分析及瓷釉研究的结果来看,这种改变应是因其制瓷原料或胎料配方发生变化引起的。同时,这种瓷胎化学组成的变化也是导致繁昌窑北宋中期产品质量下降并最终迅速衰落的主要原因。     

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。     

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。     

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。     

繁昌窑址附近多种瓷土成分分析

繁昌窑青白瓷胎体配方工艺一直停留在理论推理阶段，尚未有确凿的测试数据和模拟实验加以证实。为深入探究繁昌窑的胎料配方工艺，选取了繁昌窑址附近的多种瓷土样品进行了测试分析，并采用了古代制瓷工艺进行了模拟烧制。主要运用了波长色散X射线荧光光谱法(WDXRF)、红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）等光谱分析方法对瓷土成分进行测试；借助同步热分析（TG-DSC）对样品烧造温度进行了探索；通过模拟烧制陶瓷样品，对繁昌窑青白瓷的烧制工艺进行了研究，并对烧制的陶瓷样品进行显微结构分析。研究表明，繁昌窑附近的几种瓷土无论是单独制胎还是添加高岭土混合制胎，其烧成温度皆接近古代繁昌窑青白瓷的烧制温度。繁昌窑附近的瓷土是可以作为制作古代青白瓷的原料之一，但由于其中的铝含量较低，不能单独用来制作青白瓷胎体的原料，繁昌窑青白瓷在制作过程中应添加了其他富铝类原料。该研究对探索古代繁昌青白瓷的生产工艺及其蕴含的科学价值，提升繁昌窑在中国陶瓷工艺技术发展史上的地位等具有重要的学术意义，并可为现代陶瓷产业技术改进提供有益启示。     

马家塬M21出土一件料珠的成分和风化层的研究

为研究古代人造料珠的成分和风化状况,对马家塬M21墓地内出土的一件料珠进行超景深显微观察,扫描电镜能谱分析（SEM-EDS）与拉曼光谱分析（Raman）,观察了样品表面形态、获得了样品元素组成和物相组成。结果揭示料珠主要组成成分为混合BaSO₄,PbCO₃,Pb₅Si₄O₈(OH)₁₀和Cu₂Pb₅(SO₄)₃(CO₃)(OH)₆等杂质的中国蓝,呈现为浅蓝色颗粒,由固相烧结法制作,外部黄色结壳成分为Pb₈O₅(OH)₂Cl₄。研究阐述了中国蓝工艺的发展及风化生成碱性铅化合物的原因,该料珠的元素分析显示Si含量最高,Cu和Ba的含量大略相等,而Pb的含量较低,可能代表当时硅酸铜钡料珠烧制已经开始有意控制原料的比例;碱性铅化合物应是在埋藏过程中形成的,高温烧结制备料珠时产生的氧化物未反应完全,随后被埋入地下,与碱性土壤水水合形成碱性铅化合物。该研究为古代费昂斯制品和硅酸铜钡类制品的研究提供参考,对中国古代科技史研究具有重要意义。     

结合高分辨率X射线光电子能谱和拉曼散射研究GexGa8S92-x玻璃结构

本文在固定Ga原子含量为8%的情况下,结合高分辨率X射线光电子能谱和拉曼散射光谱对硫系玻璃Ge_xGa₈S_92-x(x=24%,26.67%,29.6%,32%和36%)的结构进行了研究.通过分析玻璃结构中各单元结构的演变情况,发现玻璃内部网络结构主要为S原子桥接GeS₄和GaS₄四面体结构.随着Ge含量的逐渐增大,S链状或环状结构单元迅速减少,并消失于Ge_26.67Ga₈S_65.33玻璃组分中;而类乙烷结构S₃Ge-GeS₃中的Ge—Ge同极键和S3Ge/Ga-Ga/GeS3结构中的M—M (Ge—Ge,Ga—Ga或Ge—Ga)同极键同时出现于Ge_29.6Ga₈S_62.4玻璃中,并且其结构数量随着Ge含量的增大而逐渐增加.由此可以判定,首先,在硫系玻璃Ge_xGa₈     

MnxGe1－x稀磁半导体薄膜的结构研究

利用X 射线衍射(XRD)和X射线吸收精细结构(XAFS)方法研究了磁控共溅射方法制备的Mn_xGe_1-x薄膜样品的结构随掺杂磁性原子Mn含量的变化规律.XRD结果表明，在Mn的含量较低(7.0%)的Mn_0.07Ge_0.93样品中，只能观察到对应于多晶Ge的XRD衍射峰，而对Mn含量较高(25.0%, 36.0%)的Mn_0.25Ge_0.75和Mn关键词： 磁控溅射 XRD XAFS xGe_1-x稀磁半导体薄膜')" href="#">Mn_xGe_1-x稀磁半导体薄膜     

Pu或Am含量对铀基混合氧化物的结构和能量及力学性质的影响

U-Pu和U-Am混合氧化物中的Pu或Am含量对核反应堆燃料的高效循环利用至关重要.研究铀基混合氧化物中不同Pu或Am的含量对其结构、力学性质和能量的影响有助于理解和预测提高反应堆中燃料的行为以及与包层的化学或力学相互作用.本文通过DFT+U方法首先探索UO₂、PuO₂和AmO₂的结构和能量随U的变化关系，然后研究UO₂结构中不同Pu或Am含量对其结构和力学性质以及能量的影响.结果表明在UO₂结构中掺入不同Pu或Am的含量均使得体系晶格参数收缩，且与实验观测(U, Pu)O₂中Pu的含量结论是一致的.从能量角度观察，UO₂结构中掺入不同Pu或Am的含量使得体系形成能随掺入量的变化趋势明显不同.结果显示当UO₂结构中掺入Pu为25%时，U-Pu混合氧化物体系的形成能最低，而当UO₂结构中掺入Am为75%时，U-Am混合氧化物体系的形成能最低.此外，我们也探讨和分析了在UO₂     

微波铁氧体损耗的晶粒表层自旋波共振模型

考虑了晶粒表层中由杂质和应力引起的感生单轴各向异性场,由进动方程解出了晶粒表层中的自旋波体征频率.通过比较晶粒内部和表层的自旋波频谱上、下限,说明了非共振有效线宽ΔHeff来源于晶粒表层的自旋波共振激发.提出的多晶内禀磁化率χi+由晶粒内部的χb+和晶粒表层的χs+所组成,得出了非共振ΔHeff与χs″+及晶粒表层体积分数Vs成正比的关系式.解释了ΔHeff与晶粒尺寸及气孔率的关系.阐明了场移的物理机制,理论与实验相符. 关键词：     

高Tb3+离子含量磁光玻璃的Faraday效应及发光性能

采用高温熔融法制备了高Tb³⁺离子含量的GeO₂-B₂O₃-SiO₂系统磁光玻璃,测试了其Verdet常数和发光性能,探究了玻璃的Faraday效应、发光性能及光学碱度。研究结果表明:Verdet常数和光学碱度均随着Tb₂O₃含量的增加而线性增大,当Tb₂O₃摩尔分数为70%时,Verdet常数达到-5 000 min·T^-1·cm^-1 (632.8 nm),所有磁光玻璃样品随Tb₂O₃含量变化均发出明亮的黄绿光。由于浓度猝灭效应,高Tb₂O₃含量缩短了Tb³⁺离子间距,增强了交叉弛豫效应,降低了发光强度和荧光寿命。     

鞍山式铁矿SiO2含量的热红外光谱分析方法

SiO₂含量是铁矿石质量控制的主要技术指标,亦是衡量铁矿石品质好坏的关键指标之一,对选矿方法、配矿流程的确定具有重要意义。传统的SiO₂含量测定法虽然准确度高,但工作量大,操作繁琐,花费时间长,难以快速、高效确定铁矿石中SiO₂含量。采用红外光谱辐射计Turbo FT对辽宁省鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司的“鞍山式”铁矿样品进行热红外光谱测试,分析了光谱特征,构建了比值指数(RI)、差值指数(DI)和归一化指数(NDI),并确定光谱指数与样品SiO₂含量相关性最显著的敏感波段及对应的相关系数值;优选出与样品SiO₂含量相关性最显著的归一化指数(NDI),构建样品SiO₂含量的定量反演模型,并进行了验证。结果表明,三种光谱指数与样品SiO₂含量的敏感波段均位于余辉带特征(RF)的左边界8.06与8.2 μm处,相关系数均达到0.9以上,其中NDI与样品SiO₂含量的相关性最高;基于NDI构建了实验样品SiO₂含量的二次函数反演模型,预测误差为3.57%。该方法相对于传统的研磨化验法,具有工作强度小、便捷、快速、高效、无污染的优点,对遥感找矿也具有一定指导意义。