高温技术是我国古陶瓷科技发展史上最重要的技术成就之一,而古陶瓷测温是古陶瓷研究领域中的核心研究内容.热膨胀法具有比较直接和精确判定古陶瓷烧成温度的特点,然尚存在部分标本测量误差较大等问题.鉴于此,本研究充分考虑我国南北方古瓷胎组成配方和结构性能特点,运用实验考古学方法模拟制备具有我国古陶瓷典型瓷胎配方和不同烧结状态的标准参考样,采用热膨胀仪科学化表征瓷胎重烧热膨胀曲线上转折点与其化学组成、烧成温度间的耦合关系,并深入剖析其影响规律及内在机理,同时确立瓷胎化学组成中Al2 O3 含量和自身烧结状态是影响热膨胀法判定古陶瓷烧成温度准确性和适用性的关键技术参数.本研究有助于科学化认知现有热膨胀测温方法,补充和完善使用热膨胀仪判定古陶瓷烧成温度的方法和理论体系.

本文是对以铁为着色剂的高温褐彩瓷为对象的研究.首先利用实验考古学方法,模拟烧制釉上褐彩瓷及釉下褐彩瓷,然后通过OCT技术无损观测模拟样品的断面结构、揭示不同施彩工艺的特点,并采用光学显微镜方法加以辅助证明,初步建立了中国传统褐彩瓷釉上釉下施彩工艺的无损判别标准.基于此标准,本文还对古代磁州窑褐彩瓷的施彩工艺进行了成功判别.同时,该项工作的实施,也为古陶瓷高温彩绘工艺研究提供了一种客观、无损的新思路.

为了科学探讨故宫博物院院藏"高钾低钙"类传世宋代官窑器物的烧制年代,本文采用能量色散X射线荧光谱仪(EDXRF)对院藏传世宋代官窑器物和杭州老虎洞窑南宋及元代地层出土的青瓷标本的釉层成分进行了无损测试.结果 表明:故宫博物院院藏"高钾低钙"类传世宋代官窑瓷器与老虎洞元代地层出土青瓷标本的釉料成分更为接近,而与老虎洞窑南宋地层出土官窑青瓷标本相差甚远.根据瓷釉成分的判别分析结果以及从瓷釉技术发展史角度考察,本文推测这些"高钾低钙"类一直被认为是传世宋代官窑瓷器的烧制年代可能为元代早期,属于南宋官窑瓷器向元末烧制的典型传世哥窑瓷器转变过程中的过渡产品.

为科学揭示辽阳博物馆藏辽代白釉雕牡丹提梁注壶的产地来源,采用便携式X荧光能谱仪对其釉层成分进行了无损分析.通过对比辽阳江官屯窑考古发掘出土白瓷标本、河北定窑考古发掘出土白瓷标本以及北京龙泉务窑白瓷标本的成分数据可知:辽阳博物馆藏辽代白釉雕牡丹提梁注壶的釉层成分更接近北京龙泉务窑白瓷标本的数据;依据产地判别分析结果推测辽代白釉雕牡丹提梁注壶可能为北京龙泉务窑的产品.

为进一步揭示杭州老虎洞窑宋代地层出土官窑青瓷的制釉技术特征和时代发展规律,本文对老虎洞窑宋代地层出土官窑青瓷标本的釉以及杭州当地草木灰、石灰石样品进行了锶同位素比值(87Sr/86Sr)、主次量元素和微量元素含量测定.结果 表明:1)老虎洞窑宋代地层出土官窑青瓷釉料为三元配方,即南宋时期老虎洞窑官窑青瓷釉料是以高硅质原料配以适量的草木灰、石灰石烧制而成;而高硅质原料、草木灰和石灰石三者之间的配比关系导致了南宋早、晚期官窑青瓷釉料组成发生改变,即由钙釉向钙碱釉转变.2)南宋早期官窑青瓷和晚期官窑青瓷釉料的锶同位素比值(87Sr/86Sr)比值不同,表明锶同位素比值方法可用于南宋官窑青瓷的断代研究,值得今后进一步研究.

以热膨胀仪判定建窑黑瓷烧成温度的研究为例,综合运用多种测试方法对建窑黑瓷标本进行了系统研究,探讨如何从建窑黑瓷胎体重烧热膨胀曲线中筛选有效转折点的问题及其转折点的形成原因.研究表明:(1)建窑黑瓷胎体重烧热膨胀曲线上有三个转折点,分别为收缩转折点、膨胀转折点和急剧收缩点.其中第一个收缩转折点是判定其古代烧成温度的关键点.(2)建窑黑瓷胎体重烧热膨胀曲线上膨胀转折点和急剧收缩点的形成皆与其胎体中大量Fe203在高温下发生分解反应有关.该研究不仅为热膨胀仪测定建窑黑瓷烧成温度的应用研究提供判定依据,也将为科学认识古陶瓷胎体重烧热膨胀曲线上多个转折点的形成机理提供数据支持.

中国古代高温釉中钙质原料的来源历来是古陶瓷原料研究的重点,以往多以瓷釉中的磷、锰、镁等元素含量及锶同位素的差别作为判别依据.结合模拟实验,从显微分析的角度,总结典型高温釉显微结构特征,探索钙质原料的判别标准,并以春秋战国原始瓷、五代越窑、宋代官窑、元代龙泉窑及明代御窑厂的典型瓷釉为例加以验证.结果表明:高温釉中的高磷高钙相由于尺寸小、数量少,在以往显微结构研究中常被忽略;高磷高钙相与草木灰密切相关,对判定钙质原料来源能够提供直接证据.对古代瓷釉中高磷高钙相的显微形貌及含量的统计分析,可了解不同时期钙质原料发展变化规律.

为科学揭示开元寺南广场发掘出土白瓷的类群关系和产地来源,本文采用分光光度计、光学显微镜和X射线荧光能谱仪方法对47件开元寺南遗址金元地层出土白瓷标本进行了科技分析.通过对比定窑、磁州窑等相关窑口白瓷成分数据初步探讨了开元寺考古发掘出土白瓷标本的产地来源.釉色和显微结构分析表明开元寺出土白瓷标本存在差异,即开元寺所用白瓷品质相差较大,这符合不同阶层人士的使用需求.开元寺出土白瓷样品主要产自定窑以及少数标本来自磁州窑,这说明开元寺金元时期对定窑、磁州窑瓷器均存在贸易需求.

元明两代龙泉窑作为制作官窑瓷器的主要产地之一,以生产质量上乘的大型瓷器产品称著,而超大型的龙泉青瓷类缸产品目前只见少量残件而未见传世整器.本文采用X射线荧光光谱仪(EDXRF)和光学显微镜对1件于龙泉大窑岙底窑址群采集到的青瓷大缸标本和10件大窑枫洞岩窑址考古出土的明早期官用青瓷样本进行检测分析,通过研究可知,青瓷大缸与枫洞岩官窑青瓷拥有相近的原料和配方,而制作工艺更为精细,在烧造过程中最高烧成温度略低,加热保温时间更久.龙泉青瓷大缸与同时期景德镇御窑厂生产的大型龙缸相比,体量相近但成型和烧制工艺有别,烧造难度更大.本文推测该类产品为官用瓷器的可能性较大,为岙底地区存在生产官用青瓷的窑址提供辅证.

采用大样品室能量色散X射线荧光光谱仪对安徽淮北地区烈山窑址出土宋元时期白瓷样品的胎釉组成含量进行了测试分析,以期揭示烈山窑的制瓷技术;通过与同时期河北定窑和观台窑白瓷样品的胎釉数据对比,探讨烈山窑的制瓷技术源流.分析结果表明,烈山窑址宋元时期白瓷瓷胎组成含量符合北方瓷胎高铝的特征,并采用了化妆土技术;白瓷釉中CaO含量呈降低趋势,K2O呈升高趋势,符合制釉技术的时代发展规律;通过比较,发现烈山窑址制胎原料与定窑、观台窑存在一定的差异,这是就地选取制瓷原料的必然结果;烈山窑址与定窑、观台窑白瓷瓷釉中的Ca元素与Sr元素均呈负相关性,表明三个窑址之间的制瓷技术可能同步发生变化,即三个窑址之间存在技术交流与传播;烈山窑址白瓷瓷釉中CaO含量均高于同时期定窑、观台窑白瓷瓷釉中CaO含量,推测其瓷器产品的演变速度相对迟缓.

河南宝丰清凉寺窑场为北宋末年官府设立的一处官窑,开创了烧制天青色、玉质感强的厚釉青瓷先河.宋室南迁之后在浙江上林湖地区和杭州分别烧制出类汝窑的低岭头类官窑和南宋官窑青瓷.为了科学揭示汝窑、低蛉头类官窑和南宋官窑之间在制釉技术上的传承关系,本文对三座窑的釉层元素组成、制釉原料和技术进行了科学研究,结果表明:(1)兰座窑瓷器的青瓷釉层主、次量元素组成类似,制釉技术具有明显的承继关系;(2)低岭头类官窑和南宋官窑青瓷可能采用了高K2O低TiO2含量的瓷石或长石类原料,同时石灰石和草木灰类原料按特定比例配釉以达到与汝官窑青瓷极其类似的元素组成特征;(3)低岭头类官窑和老虎洞南宋官窑并来采用南方传统越窑青瓷的以草木灰和瓷石的配釉技术,而是承继了北方汝官窑青瓷的核心制釉技术,创造出与浙江传统透明青釉瓷迥异的青瓷新产品.

草木灰是我国历代高温釉中不可缺少的原料,对传统陶瓷的烧制具有非常重要的作用.在常见的草木灰中,木灰因组成稳定而得到广泛采用.为了揭示制釉木灰的颗粒成分及显微结构特征,本文利用大样品室环境扫描电子显微镜及X射线能谱对河南栎树及其烧制而成的栎树灰进行了显微结构观察和微区元素组成分析.结果 表明:①栎树原木中Ca的分布是不均匀的,Ca含量由多到少,依次为木射线、晚材及早材部分;②栎树原木中Ca是以致密的草酸钙方晶形式存在,晶体尺寸在10～30微米之间,晶体以菱形、正方形、长方形、三角形等晶型为主;③根据组成和形貌的差别,栎树灰中至少存在四类不同颗粒:第一类,高钙颗粒;第二类,高镁高钾颗粒;第三类,高锰颗粒;第四类,高铁颗粒;④根据四类颗粒的数量、性能及形状的差异,可知栎树灰是一类高钙树木灰,其主要颗粒均匀、成分稳定单一;木灰中的杂质成分,如高铁颗粒较少,约为5％;其性能的波动主要来自其中所含的高镁高钾颗粒,约为15％;而其中的高锰颗粒,是栎树灰的特有物相颗粒,约占到10％.对制釉木灰成分和结构特征分析将为古陶瓷传统制釉工艺的研究与再现提供参考.

为了揭示制釉原料种类以及不同加入比例对中国古代釉料锶同位素比值的影响规律,以浙江杭州老虎洞窑、河南汝窑以及江西景德镇的制釉原料为研究对象,采用科学分析与工艺模拟实验相结合的研究方法,科学揭示了制釉原料种类以及不同加入比例对釉料锶同位素比值影响规律.结果 初步表明只有充分掌握各地瓷石或者长石类原料及配比关系对锶同位素比值的影响规律,才能对古代不同窑口的制釉技术进行科学的对比研究.

为了推动张公巷窑时代和东沟窑性质等问题研究的深入发展,本文对张公巷窑和东沟窑青瓷胎、釉元素组成进行了对比研究.研究表明:(1)张公巷窑和东沟窑青瓷胎体元素组成具有明显差异,张公巷窑胎体具有高Al2O3、ZrO2和SrO2含量的元素组成特征,而东沟窑青瓷胎体中Fe203含量较高.(2)相对东沟窑青瓷而言,张公巷窑青瓷釉式SiO2/Al2O3摩尔比值均值相对较低,b值均值相对略高,且其数据皆波动范围小;另张公巷窑绝大部分青瓷属于高钙釉,而东沟窑绝代部分青瓷则属于钙碱釉.(3)综合胎釉元素组成特征,推测张公巷窑沿袭了汝官窑青瓷制釉技术,具有官窑特性;而东沟窑仍为生产民用青瓷的窑口,其生产仅仅受到汝官青瓷技术的一定影响而已.

为了揭示我国南北方不同窑口古陶瓷标本的锶同位素比值特征,本文首次对我国南北方十二个典型古陶瓷窑口的瓷片标本胎体的元素组成含量和锶同位素比值进行了测试分析.结果表明:(1)我国北方瓷胎具有高铝低硅和低钾高钙特征,而南方胎体中钾含量较高、钙较低.(2)不同产地的古陶瓷胎体所用原料因地质成因或者生成年代不同,以及原料中铷、锶含量比不同,其胎体锶同位素比值不同.(3)南北方不同古陶瓷窑口胎体的锶同位素比值具有地域差异:北方胎体锶同位素比值较低,而南方胎体锶同位素比值较高,这与胎体元素组成的地域特征规律是基本一致的.本工作可为进一步应用锶同位素比值分析方法解决古陶瓷产地溯源问题提供基础参考数据.

为揭示明早期官窑青花瓷器所用钴料的产地特征和“色散而不收”的原因,以明早期官窑青花瓷器和阿联酋采集的伊斯兰蓝彩器标本为研究对象,采用能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)和激光诱导击穿光谱分析(LIBS)分析方法分别对青花或者蓝彩纹饰部位以及釉的常规元素组成含量和氧化硼含量进行测试分析.结果表明:1)景德镇明早期青花瓷器所用钴料与伊斯兰蓝彩器标本类似,均为含有硼元素的经过预熔处理的低锰型钴料.2)明早期官窑青花瓷器“色散而不收”的主要原因在于其采用了含有硼的高钠、高钙以及低铝、低硅的预熔处理过的钴玻璃料.研究结果从硼元素角度佐证了明早期官窑青花瓷器所用的进口钴料可能来自于伊斯兰地区,为今后青花钴料的产地研究提供了新的视角和数据.

汝窑位居我国宋代五大名窑(汝、官、哥、定、钧)之首,在我国青瓷技术发展史上占有重要地位.汝窑青瓷以天青釉、玉质感、冰裂纹开片、满釉芝麻状支钉等特点闻名于世,深受历代文人墨客的青睐和追捧,特别是被明、清朝皇室收藏并视为至宝.通过对比研究汝官窑和北宋民汝窑标本釉的化学组成发现:相比同一窑址的北宋民汝窑青瓷,汝官窑青瓷釉具有高钙和高铝的元素含量特征,这为釉层中形成较多钙长石微晶簇和较厚釉层提供了物理化学基础,造就了汝官釉的玉质感.同时,汝官窑青瓷釉料配方形成过程中,其制釉技术可能存在不断探索和革新变化.汝官窑和北宋民汝窑青瓷釉在原料种类和配方上皆存在明显差异,即北宋民汝窑青瓷釉采用釉灰和含一定量长石类矿物原料配制,汝官窑青瓷釉则采用釉灰、玛瑙和具有相对较高铝含量的长石类矿物三种或三种以上原料配制.同时,依据釉中MnO和TiO2含量皆比较低,推断两者釉中CaO引入皆是以釉灰的方式.

传世哥窑的产地问题一直都是备受大家关注和争议的焦点,本文的研究主要针对这一问题,通过对原故宫博物院藏的传世哥窑器物的无损分析,结合浙江、河南、江西等相关窑址瓷片测试分析结果,采用多元统计分析处理胎釉元素组成,对传世哥窑的产地进行初步判定.同时,也采用了光学显微镜、分光光度计、扫描电镜等分析设备对该传世哥窑洗釉的显微结构、釉色、金丝铁线进行了无损分析研究.

采用X射线荧光能谱仪、分光光度计、X射线吸收精细结构等测试技术,对不同种类紫砂原料和烧制试片进行分析,以探究原料及烧成温度对紫砂器呈色的影响规律.结果发现:Fe2O3是紫砂器重要的呈色氧化物,其含量的高低、矿物存在形式的不同影响着试片的颜色.不同类型的紫砂试片均有不同的颜色,但所有紫砂器的色度坐标均位于红色和黄色的区域内.其中紫泥类试片红、黄两色的饱和度非常低,绿泥类试片黄色色相非常高,红泥类试片的色相与紫泥类一样,但饱和度非常高.同一紫砂原料在不同温度下烧成的紫砂试片的颜色不同.随着烧成温度的提高,紫砂中铁离子氧化态降低,即赤铁矿高温时易析出磁铁矿,造成紫砂试片颜色的变化.

南宋老虎洞官窑遗址是2001年“全国十大考古新发现”之一,在陶瓷史上占有重要的地位和意义,具有较高的历史、文化和科技研究价值.鉴于锶同位素比值(87Sr/86sr)是近年来兴起的一种研究古代各种文物材料来源和工艺的重要方法,本文拟采用元素组成和锶同位素比值(87sr/86Sr)方法对杭州老虎洞宋代官窑遗址周边的制瓷原料和老虎洞官窑青瓷标本胎体进行了测试分析,以期揭示老虎洞宋代官窑胎体制瓷原料的特征,并初步探讨制瓷工艺(淘洗处理)对元素组成和锶同位素比值的影响.结果表明采集的当地原料样品可分为低铝、高硅和高铝、低硅两类,其中南宋官窑胎体采用的是高铝、低硅类原料;高铝、低硅类原料的锶同位素比值略高于官窑胎体,其原因可能与制瓷工艺(淘洗处理)和原料的风化程度有关.本文为科学认识制瓷工艺对锶同位素比值的影响以及评价锶同位素比值方法在古陶器产地溯源研究中的意义和作用具有重要的参考价值.