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科技检测

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中大科鉴古陶瓷科学检测实验室)古董鉴定是运用X射线荧光分析(EDXRF)是通过对古陶瓷文物的主、次量及微量元素成分组成检测分析,寻找其组成中的特征DNA"指纹"元素,来为古物的断源、断代。
什么是科学的古陶瓷仪器检测?
  
       古陶瓷胎、釉和绘制纹饰的色料中化学成分是由主量成分和微量成分构成。古代各窑口一般就近获取瓷土,这些瓷土都携带着产地信息,是进行窑口溯源的科学依据。伴随时代更替,随着烧制技术发展和生产工艺改进,瓷胎、瓷釉和色料中化学组成将相应发生改变,这是识别瓷器年代的科学依据。

古陶瓷胎和釉中的化学成分有哪些?

      主要成分: Na2O  MgO  Al2O3  SiO2  P2O5  K2O  CaO  TiO2  MnO  Fe2O3 
     
      微量成分:
Sc  V  Cr  Co  Ni  Cu  Zn  Sr  Zr  Mo  Ag  Sb  Cs  Ba  La  Ce  Nd  Sm  Eu  Gd  Tb  Tm  Yb  Lu  Hf  Ta  W  Au  Th  U …..

 

古董鉴定网:古陶瓷中主量和微量成分难以全面仿制

       现代高技术仿品能够实现10个主量成分数据与古代瓷器十分相似,因此用10个主量成分的数据不能进行仿品的识别。高技术仿品不能实现与古陶瓷胎、釉、色料中微量成分的种类和含量整体上相似,只有用主量和微量成分综合检测才具有更高的准确性。
 
       古陶瓷中化学成分的均匀性有哪些特点?
 
      一件瓷器的胎、釉和色料中的化学成分是不均匀的,存在各自特定的变化范围,在不同位置测量会得到不同的数据。必须胎、釉、色料多点的主量和微量成分检测才能获得高准确度的结论。

古董典型的人为添加化学成分有哪些?有几种方式?

       只要任何一种化学成分明显超出古代瓷器的变化范围,即可判为现代仿品。认为添加化学成分有多种方式。
 
       化学成分的科学检测评估要具备的条件和工作基础
 
       具备窑址考古发掘出土的、产地和年代地层明确的古陶瓷标准样品库;具有统计性、代表性的古陶瓷胎、釉、色料样品中主量和微量成分的参考标准数据库;掌握化学成分组成的产地和年代特征;熟悉主量和微量成分数据的合理波动区间;具备严格的无损定量分析方法和数据统计处理方法。
 
       具有实用价值的古陶瓷科学检测方法有哪些?各自的适用范围和优缺点是什么?
 
       目前比较实用有以下几类, 测量的目各不一样。

     ①直接年代测量
 
       碳十四测年:通过测量碳同位素变化确定年代,由于半衰期限制,只适合测量史前陶器的烧制年代。
 
       热释光测年:通过测量热释光量确定烧制年代,适合测量唐以后陶瓷的年代。目前科学识别人工辐照作伪已取得进展,但还没有达到实用阶段。明显的缺点是要取样,为了识别人工作伪需要在不同位置的多点取样分析。
 
       羟基拉曼光谱测年:古陶瓷烧成后,在漫长的时间里不断吸收水分,用拉曼光谱仪测量古陶瓷中羟基浓度,实现年代测量。古陶瓷保存在箱中和百宝格、干燥和潮湿环境,同样一件瓷器的吸水效果是不相同的,无法制定科学量化标准。目前最昂贵的激光拉曼光谱仪不能实现羟基的定量分析,即无法确定年代,定性分析结果具有一定的参考价值。
 
       光释光测年:这种技术在国正内处于研究中,国际上也没有实际应用。

      ②老化痕迹分析
 
       破口泡和烂泡:古陶瓷烧成后的漫长时间里,受多种因素影响,在瓷釉表面形成破口泡和烂泡,是老瓷器具有的典型特征之一,必须借助放大镜才能仔细观测。釉面出现破口泡和烂泡未必是老瓷器,通过人工处理也实现。
 
       釉面裂纹:受多种因素影响,瓷釉表面裂纹在漫长时间里会无规则延伸和扩张,这也是老瓷器具有的典型特征之一,这些无规则裂纹也可通过人工处理实现,必须通过大量实践才能识别新老裂纹
       包浆和沁:这是老瓷器具有的另一种特征,由于无法定量分析,全凭经验,不同的人会得出彼此相左推论,更要识别人工作伪沁。

      ③化学成分分析
 
       古陶瓷中化学成分测量分为有损分析和无损分析两类,在完整器的分析鉴定中普遍采用无损分析技术,有常规X射线荧光、质子激发X射线荧光和同步辐射X射线荧光分析3种。由于常规X射线荧光分析设备相对低廉、简便、不受机时限制,是比较理想的实用性仪器。它要求建立窑址考古发掘出土的、产地和底层年代明确的、具有统计性和代表性的古陶瓷标准样品库,通过系统分析,建立瓷胎、瓷釉和色料中主量和微量成分的参考标准数据库,才能实现古陶瓷的断源断代和高技术仿品的识别。
 
       一>速成(基本无研究基础,买套设备就为藏家检测)的科学检测可信吗?
 
       科研机构建立得了窑址考古发掘出土的、产地和底层年代明确的、具有统计性和代表性的古陶瓷标准样品库;
 
       通过系统科学分析,建立了瓷胎、瓷釉和色料中主量和微量成分的参考标准数据库;
 
       这些数据库已提供了社会化共享或通过某种途径可以购买到;
 
       具有配套的数据分析和统计处理的强大专用软件包;
 
       速成的科学检测是有一定的可信度的,关键是第3条难以目前实现。
 
       二>《中国科学技术史陶瓷卷》公布的数据可以实现现代仿品的科学识别吗?
 
       中科院上海硅酸盐研究所从事古陶瓷科学研究近80年(根据该所网站),分析了约3000个样品的主要成分(Na2O、 MgO、 Al2O3、SiO2、P2O5、K2O、 CaO、 TiO2、MnO、Fe2O3),对中国古陶瓷的烧制工艺、生产技术发展、胎釉配方改进和技术发展史研究作出了重要贡献,获得了许多成果。在《中国科学技术史-陶瓷卷》一书中公布了约350个(陶器和原始瓷)样品数据和约500个瓷器胎和釉的分析数据。这是以上海硅所一个课题组为主的贡献,而非某些人解读为几百科学家的贡献。
 
       古陶瓷胎和釉中主要化学成分和微量成分(或微量元素)是由原材料配方和烧制工艺决定的,它所含的成分种类和含量是研究古陶瓷产地属性和年代特征以及仪器鉴定的科学依据,现代高技术仿品难以实现主量和微量化学成分以及外观特征与古代瓷器一致。《中国科学技术史-陶瓷卷》中给出了10个主要成分的数据,受当时条件和分析方法限制,书中没有提供一个样品的微量元素(Cl、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Pb、Rb、Sr、Y、Zr、Ba)含量数据,况且不同窑口和年代的古瓷中所含微量元素的种类和含量不同。
 
       目前高技术仿造者基本实现了主量化学成分与古代瓷器十分接近,所以依据《中国科学技术史-陶瓷卷》的数据和主量化学成分的数据是能识别现代仿品的。
 
       国博没有从古陶瓷主要省份的考古所系统收集发掘出土的、产地和年代地层明确的大量古陶瓷碎片标本,而是主要通过分析国博馆藏的瓷器和送检后判为古瓷的数据作为标准,这是值得认真商榷的。首先馆藏品都对吗?故宫少数南宋官窑瓷器经过科学检验后认为定的不准确。那么国博的馆藏品是否经过科学检测和综合论证后被确认,在此之前这些数据可以作为标准数据使用吗?据吴树先生书中介绍,国博仪器检测了约20000件完整瓷器,认为约10%是老瓷器,将这些 “古陶瓷”数据充入数据库是不合适的,亦是不严格的。
 
       三>国家不同科研单位用不同方法获得的数据可以放在一起使用吗?
 
       不同单位用不同测量方法获得数据需要通过标准物质的分析,比较不同方法所获得数据的差异和规律,如果具有固定的规律,可以通过校正后汇总使用。
 
       不同单位用相同测量方法获得数据也需要通过标准物质的分析,比较不同单位间的获得数据的差异和规律,如果具有固定的规律,可以通过校正后汇总使用。
 
       同一单位用相同测量方法在不同设备上获得数据仍然需要通过标准物质的分析,比较不同设备获得数据的差异和规律,如果在误差允许范围之内,可以汇总使用。
 
       仅凭一个瓷釉测量点的数据能进行真品和仿品判断吗?瓷胎和色料是仿制的呢?
 
       瓷胎、瓷釉、色料中的主量和微量化学成分是不均匀的
 
       在不同位置测量会得到不同的分析数据
 
       在同一件瓷器上各种化学成分存在一定的变化范围
 
       人为添加化学成分的方法有近二十种方式
 
       只用单个瓷釉测量点的数据进行真仿判断,不同时间检测会得出不同的分析结论;
 
       瓷胎、瓷釉和色料中添加的化学成分都不能漏检;
 
       必须胎、釉、色料多点检测才能获得可靠性高的结论。
 
       只用十个主要成分(Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、K2O,CaO,TiO2、MnO、Fe2O3)的数据能进行现代仿品的识别吗?
 
       分析古陶瓷胎和釉中10个主要化学成分的含量,可以研究中国古陶瓷的烧制工艺、生产技术发展、胎釉配方改进和技术发展史,还可以用于距离远窑口的陶瓷辨别即溯源。如果相距较近的窑口所使用的原材料有明显差异,也可以用主要成分的数据进行窑口识别。
 
       目前,陶瓷原料厂家配备分析设备,跟踪检测,给出每批产品的10个主要化学成分的含量数据,便于下游陶瓷产家配料。有些高仿者实时跟踪科研单位公布的主要化学成分的含量数据,有人放言“可以做到与公布数据一致。
 
       在仿制技术日趋精湛的背景下,用10个主要成分的含量数据进行窑口识别和年代判定,在十几年前就过时了,在国际上也不被采用。利用10个主量(Na2O、 MgO、 Al2O3、SiO2、P2O5、K2O、 CaO、 TiO2、MnO、Fe2O3)和微量成分(Cl、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Pb、Rb、Sr、Y、Zr、Ba)的全部数据进行科学研究和识别,提高了科学性和准确性,这是目前国际上通用的实施方法。
 
       由于《中国科学技术史-陶瓷卷》没有给出微量成分数据和国博数据库存在的缺陷和不足。目前,我所见到的一些非科研机构的检测中心或监测站、多数在分析检测报告中仅提供送检瓷器的主量成分数据,即使给出几个微量元素含量数据也无标准数据比较。面对这些“科学检测机构”开出的大量符合老瓷器特征的分析测试报告,经过实践检验后,大量藏家从给予厚望和信心满满,过渡到不信任和失望,逐渐形成了“科学检测不科学”的悲哀认识,玷污了仪器检测的科学性和严肃性。
 
       四>古陶瓷胎、釉和色料中微量元素成分含量真的难以仿制吗?
 
       古陶瓷一般就地取材,原材料经过粉碎、淘洗、混合和加工,成型干燥后通过烧制成瓷器。根据科学分析,古陶瓷胎和釉中的化学成分可分为主量成分和微量成分,按元素分为主量元素和微量元素。
 
       古陶瓷胎和釉中的化学成分
   
 
       不同窑口的制瓷原材料来源不同,其不同的化学成分显示了产地特征,目前直线距离3公里的两个窑口的同种釉色瓷器得到科学识别。随着时代变迁、原材料的变化、淘洗和烧制技术改进,同一窑口不同时代的瓷胎和瓷釉中的化学成分发生了微弱变化,这是进行古陶瓷时代特征研究的科学依据。古陶瓷胎、釉和色料中的微量元素含量,有的是万分之几、十万分之几、百万分之几甚至更低。
 
       现代高仿品不能同时实现与古陶瓷胎、釉、色料中主量和微量化学成分的种类和含量完全一致,亦难以仿制!
 
       目前元素能谱X射线分析技术可以无损测量的化学成分有:

 
 
 
       建立窑址考古发掘出土的、产地和底层年代明确的、具有统计性和代表性的古陶瓷标准样品库,瓷胎、瓷釉和色料中主量和微量成分的参考标准数据库,应用元素能谱X射线分析技术获得的数据,即可实现高技术仿品的识别。
 
       五>高技术仿品添加的典型的现代化学成分有哪些?有识别的参考数据公布吗?
 
       在现代瓷器仿品中,目前发现在瓷胎、瓷釉和色料加的元素有镍(Ni)、锌(Zn)、铷(Rb)、锆(Zr)和钡(Ba)等,最典型和最常见的是添加锌(Zn)和钡(Ba),是科学识别现代仿品的重要依据。
 
       添加现代化学成分的方式有多种多样:有在瓷胎、瓷釉和色料中单独添加锌(Zn)或钡(Ba)一种化学元素的;有在瓷胎、瓷釉和色料中单独添加数种化学成分的;有在瓷胎和瓷釉、瓷釉和色料、瓷胎和色料、胎釉和色料中都添加一种或数种现代化学成分的, 添加的浓度也不尽相同。
 
       在福建、江西、浙江、河南、河北、陕西、山西、四川等省的典型窑址发掘出土的不同时代不同釉色品种的瓷器中,无论瓷胎、瓷釉还是色料,尽管不同窑址古瓷间的微量元素存在差异,共同特点是这些元素的含量较低,具有各自的变化范围。
 
       在近十年的古陶瓷科学研究中,微量元素的测量得到了科技考古界的重视,进行了现有仪器设备条件下的全元素分析。根据估算全国近十个科研单位全元素分析了窑址发掘出土的约15000个古陶瓷残片样品。通过搜索、查资料和整理,也许出于防止高仿者利用,没有一个国家科研单位系统地公布过某个窑口或某种釉色瓷器的这些数据。
 
如何鉴别古董分析报告的科学性和可信度?
 
       通过古董鉴定相关学术刊物的调研、参加和旁听相关学术会议报告,查阅相关课题的开题和结题归档材料,总结和归纳成以下见解。纯属个人观点,欢迎讨论和交流。
 
       在现代高仿瓷器中,最典型和最常见的是在瓷胎、瓷釉和色料中添加锌(Zn)和钡(Ba)。添加现代化学成分的方式有多种多样:有在瓷胎、或瓷釉、或色料中单独添加锌(Zn)或钡(Ba)一种化学元素的;有在瓷胎、或瓷釉、或色料中单独添加数种化学成分的;有在瓷胎和瓷釉、瓷釉和色料、瓷胎和色料、胎釉和色料中都添加一种或数种现代化学成分的, 添加的浓度也不尽相同。
 
       由于古代和现代器物的瓷胎、瓷釉、色料中的化学成分是不均匀的,在不同位置测量会得到不同的分析数据,但同一件瓷器上各种化学成分存在一定的变化范围。
 
       目前高技术仿品基本实现了主量成分与古代瓷器十分接近,所以仅用主量化学成分的数据是不能识别现代仿品的。
 
       没有一个国家科研单位系统地公布过某个窑口或某种釉色瓷器的包括锌(Zn)和钡(Ba)的微量成分含量数据。
 
       用单个瓷釉测量点的数据进行真仿判断不具有再现性,即不同时间检测会得出不同的分析结论;瓷胎和色料中可能添加的化学成分漏检。
 
       在以上背景条件下,依据:一个单点的瓷釉或色料的分析数据;数据表中只有10个主量成分的分析数据;无微量化学成分的数据尤其是Zn和Ba的数据;分析数据误差小于1%;根据10个主量成分的数据库;进行判别的结论基本不具有科学性和可信度。
 
古董鉴定需具备哪些工作基础和条件才能开展古陶瓷科学检测?
 
       在没有社会化共享的具有代表性和权威性的古陶瓷胎、釉和色料中全元素数据库之前,古董鉴定建立了以下工作基础和实验条件才具备开展古陶瓷科学检测的能力:
 
       建立了窑址考古发掘和出土的、产地和年代明确的古陶瓷标准样品库;
 
       在严格的质量控制条件下,建立了具有统计性和代表性的古陶瓷胎、釉、色料中主量和微量成分的参考数据库;
 
       研究并掌握了化学成分组成的产地和年代特征;
 
       熟悉主量和微量成分数据的合理波动区间;
 
       建立了无损定量分析方法,应用特定的数据统计分析和处理方法;
 
       购置了设备,了解仪器性能,建立了严格的测量操作规程。
 
       具有科学性和可信度的古陶瓷检测机构有哪些?
 
       通过相关学术刊物的调研、参加和旁听相关学术会议报告,查阅相关课题的开题和结题归档材料,个人认为以下单位的分析结果具有较强的科学性和可信度。
 
       中国科学院高能所:成分分析,建立了多数典型窑口数据库,有选择的对外服务;
 
       上海硅所:建立了主成分数据库,有选择的对外服务;
 
       可能有遗漏,请补充。

科学检测和传统目鉴是什么关系?
 
       目前在文物古董鉴定方面,仅靠传统的眼学是已经走到死路上了,所以引入科技检测是非常有必要的,甚至要把科技检测放在主导的地位上,辅之以传统的目鉴,即通过瓷胎、釉和色料中主量和微量成分的全元素分析,和古陶瓷数据库的对比,进而对藏品进行真伪识别和断源断代,同时也把传统目鉴作为辅助,即考量器型、加工和烧制工艺、胎釉的品质、纹饰和色料特点等外部直观特征。
 
       所以目前的关键就是要把二者结合,在知识结构方面相互补充,在研究方法上优势互补,在研究结果中相互验证,两种鉴定方法结合起来就更加提高了真伪识别和断源断代的准确性和科学性。
    

本文由中大科鉴(广州)艺术品鉴定有限公司(官网)-古玩鉴定机构-古董鉴定专家收集整理
文章标题:科技鉴定
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