在古陶瓷研究与收藏的世界里,一场鉴定领域的革命正在悄然发生。曾经,人们依靠放大镜和经验来判断古陶瓷的真伪与年代,如今,科技检测正以前所未有的力量走向台前,成为不可或缺的手段。它以科学原理为基础,借助先进仪器的精密测算,能够对陶瓷的年代、成分、真伪等进行全方位剖析,为古陶瓷的研究与收藏提供了坚实的客观依据。
古陶瓷的科技检测体系丰富而多元,涵盖了多个维度的分析手段。
在釉面成分分析方面
质子激发X射线荧光光谱、X射线荧光光谱、中子活化、电感耦合等离子体发光光谱等技术协同发力,探寻陶瓷成分的密码。近年来,X射线荧光光谱结合考古大数据与在线分析系统,在测年维度上实现了新的突破。
在结构分析方面
激光三维扫描、光学与扫描电子显微镜等技术被广泛应用,能够透视陶瓷的微观构造。物相分析通过岩相分析搭配X射线衍射,明晰物相组成;热分析借助热膨胀仪、热机械分析仪,探究陶瓷的热特性;色彩分析依托紫外可见分光光度、穆斯堡尔谱等技术,解析色彩的奥秘;同位素分析则聚焦锶、铅同位素,从元素溯源助力研究。
图1 古陶瓷科技考古测试方法体系
来源于鲍怡《21世纪以来古陶瓷科技考古研究新进展》
在这些多元的检测手段中,年代鉴定无疑是藏家最为关注的核心问题之一。为了更精准地揭示古陶瓷的年代信息,热释光测年法和
X射线荧光光谱仪结合考古大数据及在线分析系统这两种主流的科技测年方法应运而生,它们分别从不同的原理和技术路径出发,为古陶瓷的年代鉴定提供了强有力的科学支持。
一、热释光测年法:古陶瓷里的“天然时钟”
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原理
想象一下,陶瓷中的石英、长石晶体就像是一个个“能量储蓄罐”。铀、钍等放射性元素与环境射线持续“充电”,而烧制时的高温会将能量“清零”。冷却后,能量再次积累,积累量与烧制时间成正比。热释光测年正是通过测量这种“辐射记忆”,推算瓷器的最后一次烧制年代。
02 发展历程
1960年,瑞士与美国学者首次从古陶器粉末中检测到热释光。1974年,上海博物馆率先开启古陶瓷热释光研究。1977年,王维达教授成功完成古陶器测年,通过自制仪器迈出技术探索的第一步,为后续发展奠定了基础。2010年,王维达教授撰写的《古陶瓷热释光测定年代研究》正式出版,这是我国首部系统且全面介绍古陶瓷热释光测定年代科学研究的权威著作,详细阐释了年代测定中“古剂量”和“年剂量”等关键参数的测量原理、技术与方法,为热释光技术在文物考古界的普及提供了坚实的理论支撑与实践指导。
03 操作流程
从陶瓷器物隐蔽部位选取少量样品,对样品进行研磨、筛选,制成粉末状,然后将样品放入热释光测量仪,设定加热程序,测量热释光强度并记录数据。最后,专业人员通过分析软件和算法处理数据,得出年代结果。我国已制定相关国家标准,对样品采集、测量流程、数据处理等环节进行规范,确保检测结果的准确性和可靠性。目前,国内多家科研机构均建立了标准化检测实验室,为藏家提供专业服务。
图2 热释光检测仪器丹麦Risø TL/OSL
图3 热释光检测操作流程
04 检测机构推荐
目前针对民间收藏的商业检测机构包括有:
1、英国牛津热释光检测(Oxford Authentication)是全球最权威的古陶瓷年代检测机构之一,其检测结果被各国博物馆、知名拍卖行以及收藏家广泛认可,并具有一定的法律效应。牛津热释光实验室由物理学家Doreen Stoneham夫人于1997年创立。Stoneham夫人曾在牛津大学考古与美术史实验室工作达三十年,是热释光领域的权威专家。
图4 牛津热释光检测证书
2、香港中科热释光检测技术起源于1982年,当时香港中文大学的文物馆与物理系开始合作研究古陶瓷热释光断代法。1983年,杨永德先生捐赠资金成立了杨瑞生古陶瓷热释光实验室。1988年,实验室开始为公众提供古陶瓷断代服务。2000年,实验室脱离香港中文大学,正式成立中科古物鉴证实验室有限公司。
3、捍真古陶瓷检测是一家近年来在古陶瓷鉴定领域崭露头角的权威机构。其核心专家夏君定先生曾在上海博物馆担任研究员多年。目前,捍真检测在上海和北京均设有专业的检测点。
05 优缺点对比
从陶瓷器物隐蔽部位选取少量样品,对样品进行研磨、筛选,制成粉末状,然后将样品放入热释光测量仪,设定加热程序,测量热释光强度并记录数据。最后,专业人员通过分析软件和算法处理数据,得出年代结果。我国已制定相关国家标准,对样品采集、测量流程、数据处理等环节进行规范,确保检测结果的准确性和可靠性。目前,国内多家科研机构均建立了标准化检测实验室,为藏家提供专业服务。
1、关注烧造年代,测定新老相对准确,为断代提供科学依据 | 1、需破坏性取样,损坏陶瓷完整性 |
2、可检测几乎所有陶瓷器类型(包括砖瓦琉璃等) | 2、实验室操作,便利性相对较弱 |
3、技术相对成熟,有国家标准规范流程 | 3、年份较浅的陶瓷器不适宜检测 |
4、检测机构较多 | 4、费用相对较高,检测周期略长 |
二、X射线荧光光谱仪(XRF)+考古大数据+在线分析系统
01
原理
XRF检测古陶瓷的原理是:用X射线“照射”陶瓷釉面,釉里的原子被激发后释放独特的能量信号,不同元素的信号如同“身份证”,通过捕捉信号可得知釉面元素成分。仪器会将检测到的元素数据与官方考古认证的古代瓷器数据库进行分析,该数据库目前已收录超过3万件考古出土标准器数据,覆盖全国数十个主要窑口,并且每年新增数据,确保算法匹配的时效性。
检测过程中,算法会聚焦铝、硅、钾等18种关键元素,跳过钠、镁等干扰项,根据不同朝代、窑口的瓷器元素比例差异,通过关键元素“打分”计算匹配程度。此外,数据库会用新出土瓷器样本定期“升级”算法,使其不断学习更新,从而提升判断的准确性,确保每一件瓷器的“身份”都能得到精准认定。
02 发展历程
1895年,德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现了X射线,为XRF技术奠定了基础。1969年,美国海军实验室的Birks研制出第一台真正意义上的EDXRF光谱仪。20世纪60年代中期,第一代便携式放射性核素源XRF谱仪问世,主要用于单元素分析。2004年,PANalytical公司推出偏振Epsilon 5 EDXRF光谱仪,能够对高原子序数元素进行选择激发。近年来,北京壹据的手持式XRF检测设备结合了专用智能检测程序,能够在现场快速检测古陶瓷的元素组成,并通过与古陶瓷考古大数据中的数据比对,快速生成检测鉴定报告。
03 操作流程
北京壹据的检测流程非常高效,首先选取陶瓷釉面光滑干净处,将陶瓷平放在检测口,在线生成数据包括品种、年代、产地(窑口)、参考样本、18种常规元素(根据釉面检测),最终形成检测结果。
图5 XRF检测流程示意图
04 检测机构推荐
北京壹据技术有限公司与中国文物信息咨询中心(国家文物局数据中心)共建古陶瓷溯源数据库,并合作开发古陶瓷溯源在线分析系统。结合手持式XRF检测设备,能够快速、无损地检测古陶瓷的元素组成,并通过大数据分析实现窑口及年代的精准判断。
05 优缺点对比
1895年,德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现了X射线,为XRF技术奠定了基础。1969年,美国海军实验室的Birks研制出第一台真正意义上的EDXRF光谱仪。20世纪60年代中期,第一代便携式放射性核素源XRF谱仪问世,主要用于单元素分析。2004年,PANalytical公司推出偏振Epsilon 5 EDXRF光谱仪,能够对高原子序数元素进行选择激发。近年来,北京壹据的手持式XRF检测设备结合了专用智能检测程序,能够在现场快速检测古陶瓷的元素组成,并通过与古陶瓷考古大数据中的数据比对,快速生成检测鉴定报告。
1、无损检测,不破坏陶瓷完整性 | 1、数据库需要补充低温釉以及无釉陶瓷器的数据 |
2、1 分钟快速出报告,完全客观 | 2、建立考古数据库工作量大且漫长,部分窑口无数据无法检测 |
3、可同时溯源产地与品种 | |
4、检测价格相对较低 |
三、选择合适的检测方案
对于古陶瓷藏友而言,年代检测关乎藏品价值。热释光测年与
XRF+考古大数据分析+在线分析系统两种方式各有侧重:前者适合断代需求,尤其对新老判断具科学性;后者无损、快速、客观,同时可测年代与产地,并更适合明清瓷器的年代检测。实际应用中,可根据器物完整度、价值选择检测方案,或结合两种技术实现数据互补。例如,一件疑似宋代汝窑的器物,可先用热释光测定年代,再通过XRF分析釉面元素,与汝窑标准器数据比对,验证真伪与路份。
尽管科技检测在古陶瓷鉴定领域取得了显著进展,未来,随着技术的融合发展,古陶瓷鉴定将走向“科技模式”。
那些沉睡在古陶瓷中的
“时光密码”会被逐一解锁,在这个过程中,古陶瓷的研究、收藏与传承也将变得更加有趣、更有温度。
END
北京壹据技术有限公司
致力于陶瓷考古领域大数据及人工智能技术的应用研发,提供古陶瓷产地、窑口、年代科技溯源考古相关的技术支撑服务,在古陶瓷大数据标准化采集应用、文物保护和考古领域大数据软件研发,提供考古文化大数据高效计算服务,技术检测,为陶瓷文物品种溯源提供依据。