讲座纪要 | 陶瓷科技考古（三）古陶瓷科技分析

崔老师对各种氧化物在陶瓷胎中的作用及引入方式进行了介绍。

首先是骨架元素。SiO2主要由石英和粘土引入，是陶瓷最主要的成分，其含量一般在60%以上。SiO2部分与Al2O3在高温下生成莫来石，部分以残余石英形式存在，这构成瓷体的骨架；部分SiO2与碱性氧化物在高温下形成玻璃体，是基体的主要组成，并使坯体呈半透明状。Al2O3主要由粘土（长石）引入，是陶瓷的第二主要成分，含量一般在10%至40%间。Al2O3部分和SiO2形成莫来石，部分进入碱性氧化物形成玻璃体。提高Al2O3含量可提高胎体白度、热稳定性、化学稳定性和机械强度。其含量对工艺过程也有影响：含量高，则烧成温度高；含量低，则烧制易变形。

其次是助熔剂元素和呈色元素。K2O、Na2O主要由粘土（长石）引入，与Al2O3、SiO2形成玻璃相，同时有助熔作用，可以降低烧成温度，降低热稳定性，也可提高白度，一般含量在５％以下。CaO、MgO为碱土金属氧化物，含量较少，由粘土引入，和碱金属氧化物共同起助熔作用。Fe2O3、TiO2来自粘土、长石等原料中的杂质，含量较微，有害影响较大，可影响瓷的着色等外观品质。

对陶瓷主量元素的分析，可以复原陶瓷的基础配方，探讨陶瓷的工艺性能，还可以区分以特殊成分粘土为原料的陶瓷的产地。含量低于0.1%的被称为微量或痕量元素，其地域指征特性优于主量元素，对其进行的分析通常用以研究陶瓷产地。

陶瓷成分数据处理的基本方法是元素散点图。崔老师举例说，SiO2和Al2O3通常是反相关的，可以同时做胎、釉的硅铝图，用来研究釉和胎是否使用了同样的粘土或瓷石原料。通过不同元素和Al2O3的关系图，则可以判断粘土之外的其他配方。

崔老师还介绍了便携式XRF应用于文物产地研究的优势。21世纪以来，便携式X荧光光谱分析大量用于黑曜石、陶瓷器、玻璃器等的产地分析，效果显著。便携式XRF具有无损、原位、测试周期短、成本低的优势，并且可以测瓷器所有需要的微量元素。

崔老师介绍了显微观察的定义和原理，并对光学显微镜和电子显微镜各自的特点、类别和适用对象进行了介绍。显微观察是通过显微镜将物体“放大”，使得物体细微部分清晰地显示出来，其原理是光、电子束等在晶体中产生的反射和折射等光学现象。

通过观察陶瓷中的夹杂物、掺合料或陶瓷中颗粒相的大小，有助于研究陶瓷的原料产地和工艺技术。对瓷器的显微观察主要是为了了解釉的烧成工艺。

崔老师对陶器显微结构中主要夹杂物的形态进行了介绍，并分析了陶器中掺合料与夹杂物的区别。他指出，在某些情况下，陶器夹杂物的分析对产地研究还是很有效的，有地方的学者可以根据陶器断面夹杂的大颗粒矿物或岩石碎屑，结合当地的地质组成，大体判断出陶器的产地。
 

崔老师介绍了自己对夹砂陶进行化学分析的经验，他认为由粘土引入的岩石碎屑或矿物的粒径一般在200微米以下（由古人对粘土的淘洗程度决定），建议有条件可在显微镜下（电镜下）统计粘土中石英的粒径，也可做微区分析（电子探针，扫描电镜能谱，带显微镜的荧光），而陶器中夹砂对微量元素分析的影响不大。

崔老师对古陶瓷科学研究文献中常见的“相”“析晶”“液相分离”等名词进行了解释，并重点解释了析晶与分相的区别。析晶是一种溶解析出的过程，是降温导致熔体中的晶体析出；而液相分离则是两种相在熔体时就不互熔（如水和油），冷却凝固后依然会保留液相时的状态。析晶形状多规则，而分相呈液滴或流纹状。析晶和分相经常伴随发生，其形成与釉的组成和成瓷温度密切相关。

结构分析是为了了解材料的物相构成（分子层面），而化学分析是为了了解物质的元素构成（原子层面）。结构分析是陶瓷考古必要的辅助手段，可用于原料分析、烧成温度分析等。常用的方法有X射线衍射（XRD）、红外光谱和拉曼光谱等。

古陶瓷产源研究的同位素方法包括铅、锶、钕的同位素分析。其中铅同位素适用于铅釉陶、釉上彩彩瓷的釉的分析，锶、钕同位素适用于石灰釉、胎等的分析。

最后，崔老师通过临淄出土秦汉时期镜范的配方研究、茂县营盘山彩陶来源分析两个案例，为大家讲解了古陶瓷科技分析的实际运用，展示了陶瓷科技分析在原料与工艺研究、古代贸易研究中的重要价值。

讲座最后，崔剑锋老师对大家提出的不同检测数据的可比性、环境离子污染对检测结果的影响等问题进行了详细地解答。郜向平老师代表全体师生对崔剑锋老师的精彩讲座表示感谢。由历史学院考古专业主办的“古陶瓷研究系列讲座”至此圆满结束。