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古陶瓷的现代科技鉴定
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近年来,由于社会需求的不断增加,古陶瓷的科技研究在我国有了较快的发展。现代科技用于古陶瓷的鉴定方法有很多,有些还不够成熟,正在不断探索与完善中。目前真正有效地应用于古陶瓷鉴定的主要有两种,即热释光法和成分分析法。

“热释光”指绝缘结晶体受到放射性照射发生电离,储存起一部分辐射并长期保持下去。当加热时,绝缘结晶体又会以光的形式释放出储存能量的现象。

当陶器烧制时,高温把结晶体中原先储存的能量都已经释放完了,自此以后,重新积累的能量随时间而增加。年代越久,放射性越强,热释光量就越多。热释光法通过对陶瓷释放的热释光量的检测,可以测定陶瓷烧造的年代。但是热释光法的年代误差较大,一般在正负10%左右,较适合于年代久远的古陶器,对年代较近的陶瓷制品,则难以精确检测。

成分分析法是指对陶瓷中不同的化学元素成分及其所占比例的分析,来确定其所用原料的来源、烧制的年代等。成分分析的内容主要包括陶瓷的胎、釉、彩的常量元素、微量元素和痕量元素的组成和含量。国内外用于陶瓷成分分析检测的科学手段主要有化学分析、X射线荧光光谱分析、中子活化分析、原子光谱分析和电子微探针分析等。

除了成分分析之外,还有用光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射、穆斯堡尔谱、拉曼光谱、红外光谱等技术,可以对陶瓷的显微结构以及物理性能等进行分析。例如,通过对明宣德前后青花料显微结构分析,可知青花料在宣德之前与宣德之后的不同特质。(应用透射电镜对青花料显微结构的分析发现:宣德前,青花料中析出铁的氧化物晶体;宣德后,青花料中析出主要是锰及铁的氧化物晶体。可叫明确,宣德前青花料中为低锰高铁,宣德后青花料为高锰低铁b这也为解释为何宣德前的青花呈色中有黑铁锈斑,宣德后的青花无黑铁锈斑的原因提供了科学依据,说明国产青花钴料含铁低,进口的青花料“苏麻离青”含铁高。)

但上述这些技术与方法都各有优缺点。X射线荧光光谱分析,检测的样本既不受年代限制,又不受到损坏,属于无损检测,因而目前使用较多。这里对x射线荧光光谱分析技术做一简单介绍。

1 X射线荧光光谱分析

18%年,德国科学家伦琴发现了X射线,十多年以后,科学家巴克拉(Barkla)发现当物质受到X射线照射时,会发射次级X线,各种物质的不同次级X射线均与自身固有的特征有关,后来这种次级射线被称为“X线荧光”。1914年,科学家莫塞莱(Moseley)系统地研究了不同元素特征的X线荧光,发现X线焚光的波长和它的原子序数之间存在一定的关系,由此建立了X射线荧光光谱分析法。以后,随着电子技术和X线强度测量方法的发展,以及高功率X线产生装置的研制成功,X射线荧光光谱分析技术有了较快的发展,被应用到生物、医学、环境、材料学等领域。

X射线荧光光谱分析的仪器可分为“波长色散X射线荧光光谱仪”和“能量色散X射线荧光光谱仪”两大类。能量色散X射线荧光分析是一种快速、无损、可多元素同时测定的现代测试分析技术,它主要检测分析样品外表很薄的表面层,具有无损检测、分析速度快、精确度高、自动化程度高和操作简便等优点,因而用于古陶瓷科技鉴定的,一般是用能量色散X射线荧光光谱仪。按照激发光源的不同,能量色散X射线荧光光谱分析又有“X射线管型能量色散X射线荧光分析”、“质子激发能量色散X射线荧光分析”和“同步辐射光源激发能量色散X射线荧光分析”三种。X射线管型能量色散X射线荧光分析仪结构紧凑,价格便宜,体量小,结果可靠,安装、使用与维修均方便,虽某些元素分析灵敏度不如其他两种,但已足够满足陶瓷鉴定应用之需,因而成为目前陶瓷鉴定中应用最广的分析技术设备。质子激发能量色散X射线荧光分析虽具有灵敏度高、准确度好,以及多元素同时分析等优点,但稳定性目前尚不如X射线管型能量色散X射线荧光分析仪,还有设备昂贵、操作复杂、测试成本高等缺点。同步辐射光源激发能量色散X射线荧光分析技术也存在设备费用昂贵、测试成本高(测量需要大型电子加速器)、元素测量误差较大等缺陷。

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