一種古陶瓷真?zhèn)蔚娜S數(shù)控顯微觀測鑒定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑒別各類古陶瓷器物的真假品質(zhì)及新舊屬性的科學(xué)鑒定方法，具體涉及應(yīng)用200X-5000X倍率的高分辨率顯微儀器對陶瓷器釉面蝕刻痕跡的特征和性質(zhì)進(jìn)行三維數(shù)控顯微觀測的科學(xué)鑒定法。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷是陶器和瓷器的總稱，具有耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗氧化、電絕緣、強(qiáng)度大、硬度高等優(yōu)良特性。陶瓷的燒結(jié)是陶瓷坯體在高溫下的致密化過程，其中陶器燒結(jié)溫度相對較低(約600°C -1OOO0C )，幾乎沒有玻璃相，斷面粗糙無光澤，機(jī)械強(qiáng)度較低，吸水率較大。而瓷器燒結(jié)溫度相對較高(約1280°C -1400°C )，已形成大量玻璃相，斷面細(xì)膩有光澤，機(jī)械強(qiáng)度較高，吸水率很低。
[0003]在陶瓷器燒造過程中，一般合水為泥時外加的水分會在低于150°C前優(yōu)先排放出來，而陶瓷坯體原料礦物結(jié)構(gòu)中所含揮發(fā)組分(如H2o、co2、co等)會隨著窯內(nèi)溫度的進(jìn)一步升高而逐漸排出，如果溫度升降較快，在礦物排氣時沒有經(jīng)過充分的保溫而急速升溫，常常會把礦物排放的氣體密封在釉層內(nèi)部而形成微氣泡。因此，陶瓷釉層里的氣泡基本上都是礦物所排氣氛密封在釉層內(nèi)部而形成的。
[0004]在陶瓷器與所處環(huán)境條件的相互作用過程中，將會不斷與周圍環(huán)境物質(zhì)發(fā)生離子交換和化學(xué)反應(yīng)。S12會彼此交連形成與石英晶體類似的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體。這種硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比石英晶體結(jié)構(gòu)稍顯疏松，均勻而無序，遇H2O即可生成一種極性分子Si (OH)4,該化合物能使周圍的水分子極化，并將水分子吸附在自己周圍形成硅酸凝膠膜(Si(0H)4-H20)。這種在陶瓷釉面上形成的硅酸凝膠保護(hù)性薄膜，在陶瓷燒成后數(shù)天到數(shù)月內(nèi)即可形成，它能使釉面具有較長時間的穩(wěn)定性。
[0005]陶瓷釉層中Ca、Mg、Na、K等元素的氧化物可使Si/Ο比值變小，一些氧原子由于沒有兩個硅原子與之連接(非橋氧)，致使硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)發(fā)生斷裂。堿金屬Na+、K+處于硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)的空隙中，平衡非橋氧的過剩電荷，以維持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)局部的電中性。由于粒子會借化學(xué)勢自動從濃度高處向濃度低處擴(kuò)散，因此陶瓷釉層內(nèi)部的Na+、K+會逐漸向釉層表面擴(kuò)散，而吸附在釉層表面水分子層中的H+也會逐漸向釉層深處擴(kuò)散。這樣，H+與Na+、K+在相向擴(kuò)散過程中會發(fā)生離子交換而互相置換其位置。由于H+遠(yuǎn)小于堿金屬Na+、K+，所以當(dāng)H+取代了硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)空隙中Na+、K+的位置后，致使硅凝膠保護(hù)層結(jié)構(gòu)變得疏松，而到達(dá)釉層表面的堿金屬Na+、K+進(jìn)而與H 20反應(yīng)生成強(qiáng)堿NaOH和Κ0Η，直接侵蝕釉層表面的硅凝膠層。因此，在古陶瓷的2-Ca0_Na20系釉層中，釉面上常會形成隨機(jī)分布的霧狀白色小斑點(diǎn)(主要由NaHCO3.2H20即二水碳酸氫鈉組成的天然堿)，在水泡或清洗后，白斑點(diǎn)會消失，但卻留下了被破壞的風(fēng)化痕跡和侵蝕斑。而在釉表層之下，則是失去了堿金屬Na+、K+的富S1Jl，含有H2O,因折射率發(fā)生了變化，故在光照下會出現(xiàn)“彩虹現(xiàn)象”，即文物界所謂的“寶光”，又稱“蛤蜊光”。
[0006]古陶瓷自生產(chǎn)出來后，就面臨地上、地下和水三種環(huán)境。地下環(huán)境有古窯遺址埋藏、窖藏、墓藏等。水環(huán)境有地下水、江河水和海水浸埋等。其中，地下古陶瓷會受到地下泥土、各種微量礦物質(zhì)、微量有害氣體、地下水位、地表溫度與濕度等因素的影響。當(dāng)?shù)叵鹿盘沾芍車臏囟茸兇髸r，釉面的孔隙、裂隙及胎體顯氣孔就會吸收水分；當(dāng)?shù)叵鹿盘沾芍車臏囟茸冃r，釉面的孔隙、裂隙及胎體顯氣孔又會釋放水分。這樣，釉面通過孔隙、裂隙及胎體顯氣孔保持著內(nèi)部與外界水分的動態(tài)平衡。含有可溶性鹽類及其他物質(zhì)的地下水在釉面孔隙、裂隙及胎體顯氣孔內(nèi)不斷地滲進(jìn)和排出，滲入胎釉內(nèi)的鹽類物質(zhì)，在高溫高濕的環(huán)境下易蒸發(fā)溶解，破壞胎釉顆粒間的連接，造成裂隙和氣孔擴(kuò)張；當(dāng)溫度濕度降低時，鹽類又會結(jié)晶，因結(jié)晶產(chǎn)生的擠壓力，又會使胎釉組織結(jié)構(gòu)受到破壞。浸入胎釉中的鹽類物質(zhì)隨溫度濕度的不斷變化，重復(fù)著溶解、結(jié)晶、再溶解、再結(jié)晶的過程，使陶瓷器的胎釉組織不斷受到蝕刻破壞。一些氣泡中心的圓孔在漫長的歲月中，微生物沉積物、細(xì)微土壤塵粒和酸堿性液體會進(jìn)入圓孔。一旦進(jìn)入圓孔，除水分揮發(fā)逸走外，固態(tài)物質(zhì)將在圓孔(爛氣泡)中沉積下來。微生物的遺骸會分解成各種有機(jī)酸，逐漸滲透到泡壁中并與之反應(yīng)，使古陶瓷釉面上破氣孔壁的顏色與四周的釉色明顯不同。凡被自然界中的微生物、酸堿土壤顆粒或氣溶膠粒子等侵蝕的痕跡，都是自然蝕刻痕跡，又叫自然老化痕跡，包括源自釉層內(nèi)部自然力如堿金屬Na+、K+等蝕刻引起的風(fēng)化痕跡和源自釉面外部自然力如各種環(huán)境因子蝕刻引起的侵蝕痕跡，形態(tài)呈現(xiàn)孤島性或不連續(xù)性的樹狀溝壑裂紋或破氣泡狀侵蝕斑點(diǎn)，其特征表現(xiàn)為形態(tài)不規(guī)整、隨機(jī)分布、發(fā)育時序?qū)哟巫匀弧?br>[0007]這種包括內(nèi)源性風(fēng)化和外源性侵蝕雙重作用在內(nèi)的自然老化過程，通過經(jīng)年累月的累積，便在古陶瓷釉面形成具有漫長時光烙印的自然蝕刻痕跡，也叫自然老化痕跡，是獨(dú)一無二的天然痕跡，是古陶瓷真品的天然防偽標(biāo)記，也是任何贗品制造者永遠(yuǎn)無法逾越的鴻溝。
[0008]因此，依據(jù)古陶瓷釉面在成百上千年時空變化中所形成的自然老化痕跡特征，就可以對古陶瓷的新舊屬性及真?zhèn)纹焚|(zhì)進(jìn)行客觀、科學(xué)的鑒識和判別，并成功規(guī)避了目前文物市場上“目鑒”或“眼學(xué)”觀察的缺陷和短板。
[0009]C-14是所有文物的原始代碼，而C-14衰變量測定也是造假做偽者無法破解的最科學(xué)的斷代方法，但問題是陶瓷的化學(xué)成分里幾乎不含有機(jī)碳。另外，由于放射性C-14的半衰期很長(約5730年)，C-14測年法適合于檢測年代久遠(yuǎn)的含碳物質(zhì)，而目前文物市場上活躍的古陶瓷存品大多不足千年，或最多一千年左右。因此，應(yīng)用C-14技術(shù)對古陶瓷這類文物進(jìn)行斷代鑒定基本算是失效的。
[0010]熱釋光法特別適合用于陶器鑒定，因?yàn)樘掌饔昧陷^粗，燒結(jié)溫度較低，其中的石英顆粒保存較好，也容易分離。但熱釋光法用于瓷器鑒定則比較困難，因?yàn)榇善鬟x土考宄，研磨較細(xì)，加之燒結(jié)溫度高，大量石英顆粒已熔融消失，即使未消失，其表面也包裹著一個融蝕層，從而使石英固有的熱釋光效應(yīng)受到破壞，同時還使石英顆粒難以分離出來。而且，熱釋光法與c-14測年法一樣，需要從被檢器物上取樣，會傷害到器物，這對特別珍貴的古陶瓷類文物是很難實(shí)施的。此外，對古陶瓷進(jìn)行造假作偽的人又發(fā)明了用醫(yī)用X光機(jī)等輻射光源對仿品或贗品進(jìn)行定量輻照，使其熱釋光信號增加到與真品相近的程度，從而干擾了真?zhèn)蔚蔫b別。因此，目前國際上流行的熱釋光法用于文物斷代的客觀性和有效性也已經(jīng)失效。
[0011]化學(xué)分析、光譜分析、中子活化分析和質(zhì)子束激發(fā)X—焚光(PIXE)分析等方法可以確定陶瓷胎釉中主、微量元素化學(xué)成分，以獲取一些有關(guān)陶瓷出產(chǎn)地的相關(guān)信息。然而，事實(shí)上每個窯場出品的陶瓷器物并非都一定是用該窯場附近的瓷土和原料來制作的。譬如，景德鎮(zhèn)的高嶺土曾經(jīng)廣銷各地，有記載曾遠(yuǎn)銷到英國；繁昌的磁石，至今還運(yùn)銷到江、浙各地。僅以宋代古瓷為例，宋代有汝窯、官窯、鈞窯、定窯、耀州窯、磁州窯、龍泉窯、景德鎮(zhèn)青白瓷等眾多窯系，而宋代官窯在開封，但開封并不出產(chǎn)瓷石，其制瓷原料都是從各地進(jìn)貢來的。因此，這類分析方法的可靠性也已被質(zhì)疑。
[0012]在科技文明高度發(fā)達(dá)的今天，傳統(tǒng)“目鑒”或“眼學(xué)”觀察鑒定方法已顯得力不從心，文物甄別和鑒定市場也正熱切期盼有更加客觀、科學(xué)、權(quán)威、規(guī)范的科技鑒定方法出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了解決古陶瓷存品在文物鑒定中存在的鑒別不客觀、有效性差的問題，本發(fā)明提供了一種針對古陶瓷器的新舊屬性及真?zhèn)纹焚|(zhì)鑒別的客觀、科學(xué)的鑒定方法。