古瓷器的时效特征与鉴定方法

1、古瓷器 的时效特征与鉴定方法古瓷器的时效特征与鉴定方法 2011.11.6 阅读 (1)古瓷 器的时效特征与鉴定方法今天在友人空间看到这篇可以值得 深究的文章， 一并拿来给大家学习下。这篇文章为东北大学材料物理与化 学研究所的邹壮辉近期研究的课题，希望能有所补遗。【摘要】 本文根据古陶瓷材料的成分、 组织和工艺特点， 分析了古陶瓷在不同环境长期缓慢自然时效的表观特征，认 为人工时效(做旧)和自然时效陶瓷表面的显微图像差别巨 大，容易识别。人工时效方法不能复制自然时效特征。用光 学显微镜、扫描电镜复型、干涉放大镜可以准确鉴定古瓷器 的真伪。【关键词】古陶瓷 古瓷器 文物鉴定 自然时效 仿古做 旧

2、1 序言自上世纪末以来，我国的文物造假达到了史无前例的程 度。其中，古瓷器造假首当其冲，在河南、江西、福建、安 徽、陕西等地，分布着大大小小的古瓷造假作坊，大量的假 古瓷器源源不断地流入全国各地甚至海外。仅江西景德镇就 有仿古瓷器企业近万家，而河南等地有些地方整村镇的人从 事造假、贩假，古瓷造假成为当地主要产业。并不高明的造 假手段，使得鉴定师们的传统眼学鉴定方法屡屡受挫，鉴定 结果已经不被人们认可。一些仪器鉴定同样被造假者们不肖 一顾，国际流行的热释光法断代被 X 光照射破解，化学成分 分析断代被造假者使用旧料破解，测彩釉脱玻度断代的方法 刚出现就被造假者跟踪研究，估计也很难保持不被破解。造

3、 假者们一边大肆制造仿古瓷器谋取暴利，一边紧盯最新的古 瓷鉴定技术跟踪破解。然而，从材料科学的角度来看，古瓷 器真品和赝品的识别只是一个很一般的问题，没有太高的技 术含量，很少有人愿意在这个方向搞研究。现在看来，造假 如此疯狂， 社会影响如此巨大， 而传统的古瓷鉴定方法失灵， 材料工作者有必要介入这个领域了。C14 是文物的原始代码， C14 衰变量测试是造假者无法 破解的断代方法。但陶瓷成分里不含碳，需要取同期存在的 含碳物质进行间接测定，一旦古瓷器脱离了原始（出土）环 境或者是传世品，此方法就失效了。在古陶瓷制作时或许有 C14 以杂质形式存在并保留下来， 但不破坏器物又找到这样 的微量杂

4、质也是个难题，仅从表面取样很容易被造假者以古 碳化物涂抹而蒙混过关。另外，庞大的设备和高昂的测试费 用，不适合广泛用于古瓷器鉴定。古瓷器还有一个无法复制的特征，就是陶瓷自然时效特 征。古瓷器造假的核心技术是做旧，做旧的实质是企图用人 工时效的方法达到自然时效的效果。做旧的工艺一直在和鉴 定师的眼学博弈，从皮子搽、茶水煮、墓土埋、粪坑泡到人 工开片（急冷） 、氢氟酸洗、喷砂、中药煮等等，做旧技术 的不断改进终于让传统眼学鉴定寿终正寝了。然而，假的就 是假的， 永远成不了真的。 造假者的做旧技术不管有多高明， 陶瓷的自然时效特征却永远做不出来。对古陶瓷时效特征的 认识，将使陶瓷做旧冒充古瓷行骗成为

5、历史。朱清时院士最 近提出微尺度下古瓷鉴定的物理学和化学基础研究代表了 今后古瓷鉴定的发展方向，将有助于古陶瓷自然时效特征和 仿古陶瓷人工做旧的识别，对古瓷器科学鉴定有重要实用意 义。2 古陶瓷的时效2.1 时效时效是材料科学与工程的 一个术语，是一种金属材料 热处理工艺，分为自然时效和人工时效。自然时效是把加工 成型的金属材料在自然环境中放置一星期到数月，时间长短 取决于材料种类和尺寸大小。人工时效是把材料放入炉内加 热到 200 摄氏度以下，保温一定时间后出炉冷却。钢铁材料 人工时效处理属于低温回火（ 150250 摄氏度保温） ，用于 消除残余应力（包括相变产生的组织应力、急冷产生的热应

6、 力和加工变形残余应力） 、稳定形状和尺寸。微观上伴随晶 体缺陷的运动、缺陷密度的降低以及减轻晶格畸变等。有色 金属（如：铝合金等）一般先固溶处理而后时效，获得时效 强化（硬化） 效果。微观上伴随溶质原子的富集 （GP1 区）、 有序化（ GP2 区）、过渡相形成和脱溶、新相（如 CuAl2 ） 形成和长大。广义的时效泛指各种材料在一定的环境中放置足够长 的时间，材料的组织和性能以及表观特征发生改变。例如： 橡胶、塑料等高分子材料在大气环境下的老化，新鲜木材在 大气环境下干燥、脱皮、开裂、腐败等，新鲜的岩石断口在 土壤里、大气里或水里的异质渗透、酥松、剥蚀等。任何时 效过程实质都是以原子扩散为

7、主要形式的物理过程和以缓 慢的化学及电化学反应为主要形式的化学过程。不管什么材 料，时效产生的组织性能和表观的改变都是材料成分分布、 粒度分布、相和组织分布、缺陷分布等因素确定的组织稳定 性、成分稳定性和热稳定性与环境条件相互作用的结果。时效的过程，就是在环境作用下材料从亚稳态向稳定态的过渡 过程。2.2 古陶瓷材料的成分、组织和主要工艺特征 古陶瓷材料和现代民用陶瓷材料的成分、组织几乎一样。 胎的成分都是以 AL2O3 为主，釉的成分以 SiO2 为主加少量 金属氧化物颜料。组织都是晶相、玻璃相和气相混合物。古陶瓷和现代民用陶瓷在工艺上有很大差别。 首先是材料的纯度差异。古陶瓷受限于原料选矿

8、和提纯的工 艺与设备，胎和釉里都含有大量杂质，如氧化镁、氧化钙、 氧化铁等，杂质元素都在 10 余种以上，因而瓷器的呈色单 色性较差，都是呈过渡色，绝无艳丽的单色。即使同窑烧制 的相同配方的一批瓷器，每件呈色并不相同。现代日用陶瓷 胎、釉的纯度很高，即使是质量很差的原料，杂质含量也远 低于古陶瓷。现代陶瓷的胎色纯白，釉无色透明。其次是材料的颗粒度差异。古陶瓷原料的粉碎、研磨和 过滤工艺与设备都很落后，都是人工或简单机械作业，陶瓷 原料的粒径大约从几微米到几百微米，尺寸跨度达 3 个数量 级以上。粒度不均匀导致古陶瓷的胎不能做得很薄，壁厚也 不能很均匀，表面凹凸不平，棱线不直，挂釉厚薄不均，露

9、胎处较粗糙，致密度不高。不管刮胎成型操作如何精细、手 艺如何高超、胎面刮得多平，胎料粒度不均匀都会导致烧结 时局部隆起或塌陷，凹凸不平和釉的厚薄不均不可避免。现 代陶瓷原料的粒径可以控制在同一数量级，质量最差的原料 粒径差也达不到 2 个数量级。因此，现代陶瓷中的气相和玻 璃相占比很低，细润致密，烧结变形很小，厚度非常均匀， 表面是标准的几何弧度或镜面，釉的润湿性很好，很薄且均 匀，绝无不挂釉的狭缝或露胎点，胎釉结合十分牢固。第三是颜料的差异。古陶瓷所用颜料都是天然矿料，纯 度低且粒度较粗， 呈色如前述。 釉下彩边际发散 （有毛边）， 有立体感；釉上彩堆釉较厚，难以描绘细微笔画，覆盖性较 差，

10、有通透感，色彩过渡变换复杂，各不同部位颜料呈色存 在较大差别。 现代颜料都是化工产品， 单色性好，覆盖性强， 无通透感，呈色艳丽，边缘界限分明，细微笔画绝无浸染过 渡，颜料层很薄，无立体感。在化工颜料中掺杂也不能掩盖 这些特征。第四是烧结缺陷的差异。由于胎釉材料成分、粒度、杂 质的差异和炉内温度分布的差异等，古陶瓷基本都存在程度 不同的胎裂、釉裂、气泡、脱釉、意外呈色、表面不平、釉 厚薄不一且有堆釉等缺陷，只有个别品种古陶瓷少有或没有 可见气泡。现代陶瓷可以完全消除这些缺陷，人工制造这些 缺陷很容易识别。2.3 古陶瓷的自然时效及其特征陶瓷的化学性质非常稳定，耐热，耐腐蚀，和岩石差不 多，定量

11、研究陶瓷自然时效过程几乎不可能，在人的一个生 命周期里无法得到可观测的变化。对于古瓷器鉴定，我们只 要根据古瓷片的自然时效特征做定性的分析就足够了。古陶瓷的自然时效，可分为本征时效、侵蚀性时效和疲 劳时效三种。（1）本征时效。是指不考虑任何环境因素，单纯由材料本 身的稳定性所产生的时效。陶瓷中的刚玉结晶相和气相是稳 定相，自然时效非常缓慢，时效特征不明显。玻璃相是非稳 定相，有自发转变为晶相的趋势。 经过几百年上千年的时效， 玻璃相中将出现微小的冰花状结晶相并缓慢长大，光学显微 镜即可观察到微结晶相。在含金属原子较多的彩色釉部位， 由于金属原子具有较高活性，结晶相发育更快一些。结晶相 的存在，

12、改变了釉面的折射率并有各向异性，使瓷器的表观 色彩和光泽改变， 没有了新瓷器的“贼光”或“火气”而，有了发 自釉内深处的“宝光”。古瓷器的釉越厚，其本征时效特征越 明显，转动釉面角度直接目视即可观察到古瓷和新瓷的差别。理论上讲，本征时效特征是可以人工复制的。在一定温 度下长时间保温，也能使玻璃部分晶化。但工艺难度和成本 很高，本征时效形成的结晶相的尺寸、分布、形状等具有明 显特点，很难模拟。所以现在制作古瓷赝品的人只好采用表 面打磨、腐蚀、着色等方法去“贼光”。“贼光”是去掉了，但只 改变了表层，釉内的状态改变不了，不能产生折射率改变所 显现的发自釉内的“宝光”。另外，结晶相的出现导致胎釉界面

13、的结合力降低，容易 先受到腐蚀而脱釉或酥松。这个特征是造假所不能复制的。（2）侵蚀性时效。埋藏在地下（窖藏或墓藏）或浸泡在水 里或暴露在大气中的古瓷器，长时间受到碱性离子或酸性离 子或卤素离子的侵蚀，在含有杂质的部位、浅层气泡部位、 裂纹或疏松的部位、釉薄的部位、胎釉结合部以及露胎处， 形成点状、放射状、不规则形状的腐蚀斑，边棱园钝，没有 人工快速腐蚀的等高线纹。腐蚀斑的大小和分布具有明显的 发育时间层次，少见互相连续贯通。人工腐蚀无法控制侵蚀性时效优先发生在有缺陷处，加 上现代陶瓷缺陷稀少，大量腐蚀斑出现在不该出现的光滑完 整釉面上，层层叠叠，快速腐蚀痕迹明显，非常容易识别。 （3 ）疲劳时

14、效。裸露在地表的瓷器（含传世品和库藏） ，温 度随四季和昼夜变化，由热胀冷缩产生小应力幅低周疲劳。 这种疲劳会使杂质点、气泡、疏松处和尺寸形状急剧变化部 位形成微裂纹， 而原有微裂纹不断扩展。 经过长期疲劳作用， 裂纹成为根部宽、尖部细、有分叉的树枝状结构，在应力集 中部位发生不同裂纹的交叉，形成较密集的开片。人工制造的裂纹，该开片的部位没开片，不该开片的部 位开了片，或通体大开片，裂纹发育先后次序不明显，没有 树枝状结构。不管人工开片技术多高明，长期小应力幅低周 疲劳的裂纹特征不可复制。3 古陶瓷时效特征鉴定要点 中低级造假古瓷器的鉴定很简单，只要充分掌握了 2.2 节所述古陶瓷和现代陶瓷的

15、纯度差异、粒度差异、颜料及呈 色差异、烧结缺陷等工艺差异，一眼即可识别真假。造假者 能够彻底消除这些差异绝非易事，往往顾此失彼，因而绝大 多数造假古瓷器都属于中低端产品，传统眼学鉴定仍可用， 可以甄别 95% 以上的假货。 高端瓷器做旧造假，主要是以欺骗传统眼学鉴定为目的，仍 根据上述差别用眼学鉴定显然是不够了。不很精细的相对低 成本做旧，用放大镜( 10X30X )可以识别，高成本的精细 做旧瓷器在 200X 以上光学显微镜下则破绽百出、 原形毕露。 即使将来有更精细的任何形式人工做旧，在扫描电子显微镜 下也暴露无遗。因此，采用合适的观察设备检验瓷器表面的 人工做旧（人工时效）痕迹，是鉴定古

16、瓷的可靠方法。问题是需要鉴定的瓷器体积通常很大，放不进显微镜的样品 台，又不允许破坏瓷器提取样品。解决办法有两个：一是研 制便携式光学显微镜，放大倍数 300500X 最合适，带偏振 片和相干光源更好，这种显微镜操作简单、使用方便、成本 低廉，用途非常广阔。二是制备高精度复型，用扫描电镜观 察。金属材料表面复型制作技术已经很成熟，陶瓷表面复型 制作与之相似。主要检测项目： （1）釉彩玻璃相中微结晶相的观察。本征时效形成的微结 晶相尺度一般在微米级以下，普通放大镜不可见，可用光学 显微镜或扫描电镜观察。但扫描电镜复型不能显示微结晶相， 需要做破坏性实验。由于微结晶相大多是薄片晶体，采用低 倍干涉光源放大镜或显微镜应该可见，即使不能看见结晶相 形貌，观察是否存在结晶相应无问题。（2）侵蚀性时效痕迹检验。在显微镜下，自然侵蚀和人工 侵蚀痕迹的差别十分明显。一般在放大镜下也容易识别，关 键是检验人员要认识和熟悉古瓷器的自然时效侵蚀痕迹和 各种人工腐蚀痕迹的低倍放大形貌。对于无裂纹、无气泡的 瓷器，检测重点是胎釉结合部和露胎部位。（3）开片纹的检测。重点关注开片纹的分布是否和应力分 布相一致、开片纹的发育是否有明显的发育时间层次，是否 存在树枝状结构？是否与侵蚀斑等其它缺陷有关联。由于古 陶瓷种类繁多，