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研究进展丨文物保护研究团队揭示河南清凉寺窑址出土汝窑青瓷腐蚀机理
发布时间:2023年10月13日 14:17    作者:    点击:[]

2023年5月,山东大学文化遗产研究院马清林教授团队在期刊Coatings上发表题为“Corrosion Research on Ru Porcelain Glazes Excavated at Qingliangsi, Baofeng, China”的论文。该研究发现汝瓷釉中排状分布的富钙液滴和由其聚集析出的硅灰石微晶腐蚀,丰富了汝瓷釉腐蚀类型。

河南清凉寺窑址出土汝瓷都有不同程度的腐蚀,釉面普遍存在大量白色斑点。(图1,2,3)

图1 (a)故宫博物院藏传世汝窑瓷器; (b)清凉寺窑址(第Ⅳ区)发掘出土的汝窑瓷器

图2 实验样品照片(取自清凉寺汝官窑遗址,考古编号为BQⅣ区T24②)

图3 釉表面光学显微照片(a)R1釉;(b)R2釉

采用光学显微镜、扫描电镜-能谱仪、透射电镜、拉曼光谱仪,分析了两片汝窑瓷器成分、显微结构和腐蚀形貌。

研究结果表明,R1和R2釉有两种腐蚀类型:一是三维连通状富钙相的溶蚀,腐蚀沿着钙长石晶体和玻璃相界面进行,在钙长石稀疏区域,由于分相结构较小且不相通,腐蚀很难向内进行;二是排状富钙液滴的溶蚀,腐蚀沿着富钙液滴延展方向深入,不同钙长石周围的排状液滴之间有接触,且液滴聚集长度已达到微米级,可以向较深釉层腐蚀,钙长石的疏密程度对腐蚀影响不大(图4,5,6,7)。

第二种腐蚀类型中,富钙液滴中Ca、Mg含量均比第一类高,另外,透射电镜电子衍射花样标定,液滴中存在硅灰石微晶,由于硅灰石特殊的链状结构,在Ca2+浸出后,硅氧骨架很容易脱离本体,相对于架状结构的玻璃态富钙相更加容易溶蚀。在相同腐蚀环境中,R1釉(烧成温度较高,冷却速度较快)以第一种腐蚀类型为主,R2釉(烧成温度较低,冷却速度较慢)以第二种腐蚀类型为主,R2釉腐蚀深度约为R1釉的二倍。

图4 (a) R1釉截面光学显微照片;(b) R1釉截面拉曼光谱

图5 R1釉截面SEM照片

图6 (a) R2釉截面光学显微照片;(b) R2釉截面拉曼光谱;(c)排状液滴电子衍射图

图7 R2釉截面SEM照片

釉中玻璃相和硅灰石晶体的溶蚀造成大量钙长石裸露和腐蚀坑形成,从而提供了较多反射面,且分相结构产生的非晶光子结构色被破坏,残留富硅相中着色离子含量较少。这些是釉面白色斑点形成的原因。相比于原始釉,腐蚀釉聚合程度较低,釉中较多的硅氧骨架发生了水解断裂,土壤中无机胶体颗粒容易通过与釉水解生成的硅醇基团形成氢键,吸附在釉中,且釉水解溶出的硅酸也可能与土壤中铁离子生成黄色含铁硅酸盐,这导致了釉面黄色物质沉积。

论文通讯作者为山东大学文化遗产研究院助理研究员李志敏,第一作者为北京科技大学科技史与文化遗产研究院博士生周本源。论文的共同作者还有山东大学文化遗产研究马清林教授,河南省文物考古研究院陈家昌研究员。

文章链接:https://www.mdpi.com/2079-6412/13/6/1011

【作者:周本源 审核:李志敏、马清林 编辑:徐文亚】

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