光谱技术分析宋代建窑油滴釉组成特征与呈色

近年来，学者们对建窑油滴釉的化学组成及晶斑呈色均有所提及, 但并未系统、 深入地探讨其化学组成特征及晶斑呈色形成的内在原因。江财水等基于光谱学等测试技术与方法，对宋代建窑油滴釉的化学组成及晶斑呈色特征进行分析, 为深入挖掘建窑黑釉瓷的科技内涵与技术创新提供参考。

研究背景

中国不仅是瓷器的发源地, 还创烧了黑、 白、 青三大系列色釉瓷及彩绘瓷等。 其中, 黑釉瓷独树一帜, 以铁元素极高的原料烧制而成, 成为中国陶瓷史上的一朵奇葩。 两宋时期, 黑釉瓷的发展达到了历史鼎峰, 窑口遍布, 尤其是福建建窑的烧制水平极为精湛。 建窑黑釉瓷以其独特的斑纹取胜, 深受皇宫贵族和文人雅士的追捧。 油滴釉是建窑最为珍稀且名贵的品种之一, 其釉面的斑纹色彩丰富、 形态灵动, 极具艺术美感。

从20世纪60年代起, 考古学家陆续对建窑进行了多次考古发掘[1, 2, 3], 厘清了建窑的较为完整的历史面貌和发展进程。 随着考古资料日益丰富, 众多学者从人文历史[4]、 科技分析[5, 6, 7]及工艺仿制[8]等方面对建窑黑釉瓷展开了深入的研究。

陈显求等对建窑黑釉瓷的胎釉化学组成及其显微结构进行研究, 通过仅有的3块油滴残片发现油滴釉与其他建窑釉色的化学组成可能存在不同, 并提出氧化铁的“ 沸腾” 效应是晶斑形成的关键机制, 晶斑的呈色与析出晶体的种类相关。 然而, 受油滴釉样品的稀缺性和测试技术等条件所限, 未能更详尽地揭示油滴釉的组成特征及不同呈色的晶斑形成原因。

近年, 随着科技的革新, 光谱学的分析技术与方法被广泛地应用到陶瓷研究领域。 激光拉曼光谱仪(Raman)具有无损且能对微小区域进行物相分析的优点。 Dejoie等采用Raman等测试手段对建窑油滴釉和兔毫釉分析发现了罕见的ε-Fe2O3晶体, 在弱氧化气氛条件下能烧制出析有枝叶状的ε-Fe2O3晶体黑釉。 能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)能够快速、 无损地分析陶瓷胎、 釉及彩的化学组成, 同时其配备的面扫描功能能清晰地区分釉面元素分布状况。

但并未系统、 深入地探讨其化学组成特征及晶斑呈色形成的内在原因, 导致对宋代建窑油滴釉的科学内涵认知不足。

研究方法

基于光谱学等测试技术与方法, 采用色差计、 EDXRF、 Raman、 SEM-EDS等对宋代建窑油滴釉的化学组成及晶斑呈色特征进行分析, 期望明晰其化学组成特征, 揭示晶斑的呈色机理及其形成原因, 为深入挖掘建窑黑釉瓷的科技内涵与技术创新提供参考。

研究结论

(1)宋代建窑油滴釉与其他类型建盏瓷釉的化学组成不同, 油滴釉的硅铝比在6.77~11.15之间, 相对较高, 呈“ 高硅、 高钾、 低钙、 低铁、 低钛” 的特征, 应是一种独特的釉料配方。 晶斑内外的元素分布存在明显差异, 晶斑内富集的钙、 铁、 钛和磷等元素能促进晶斑的形成。

(2)晶斑主要由ε-Fe2O3和α-Fe2O3微纳米晶体构成。 银白色主要是聚集的ε-Fe2O3纳米晶对光产生强反射所致, 棕黄色主要来源于尺寸为5~10 μ m雪花状ε-Fe2O3晶体的化学色, 黄绿泛蓝色主要是100~200 nm的ε-Fe2O3晶粒瑞利散射产生的蓝色与其化学色耦合而成, 而银白泛红棕色则是由α-Fe2O3晶体薄膜对光产生的全反射与化学色耦合所致。

(3)不同呈色的油滴釉的化学组成未见明显区别, 表明化学组成并非决定其呈色的主导因素, 通过瓷釉中铁离子价态和胎色分析推断烧制气氛是影响析出晶体种类和尺寸的关键要素之一。 Fe2+/Fe3+比值较大时, 胎色偏黑, 可能以还原气氛为主, 晶斑呈银白色; Fe2+/Fe3+比值较小时, 胎色偏红, 可能以氧化气氛为主, 晶斑呈棕黄色或红棕色。