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拉曼光谱仪于古瓷器断代的可行性拉曼是无损检测为什么只检测羟基?

时间:2017-12-27 17:50:05  作者:admin  来源:钠钾云母  浏览:146  评论:0
内容摘要:  原标题:拉曼光谱仪于古瓷器断代的可行性,拉曼是无损检测,为什么只检测羟基?  1928年C.V.拉曼实验发现,当光穿过透明介质被散射的光发生频率变化,这一现象称为拉曼散射。光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分。非弹性散射的散射光有比...

  原标题:拉曼光谱仪于古瓷器断代的可行性,拉曼是无损检测,为什么只检测羟基?

  1928年C.V.拉曼实验发现,当光穿过透明介质被散射的光发生频率变化,这一现象称为拉曼散射。光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分。非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应。 拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的结构表征技术,其信号来源与的振动和转动。其谱线数目、位移值和谱带强度等直接反映了构成及构象信息。拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域,对于纯定性分析、高度定量分析和测定结构都有很大价值。曼光谱技术是一种分析技术,由于它能够获得物质的信息而被应用于文物的分析中,特别是拉曼光谱作为无损的分析方法,可应用于文物的原位分析。陶瓷器的主要原料是黏土,黏土是某些岩石的风化产物,由石英,长石,云母、高岭土方解石等矿物质组成,其主要元素成分有硅、铁,钙,钾、铝、钠,锰等,不同地区的岩石在不同或相同的,地质等条件的影响下其化学元素流失情况不同,形成的黏土成分存在着差异,而在陶瓷器烧制过程中,黏土中大部分主要元素、微量元素都不会发生显著变化,因此,对古陶瓷元素成分分析检测是确定器物的产地,矿料来源,烧制工艺和烧制斜弋等研究的重要手段。

拉曼光谱仪于古瓷器断代的可行性拉曼是无损检测为什么只检测羟基?

  拉曼光谱仪技术运用于瓷器(高温瓷800~1200度烧制)鉴定除了分析瓷器釉面所含元素外,其主要断定年代依据是通过激光束打入瓷器釉面以及瓷胎,通过拉曼散射效应分析瓷器釉面和瓷胎间的羟基含量由此大概具体年代。原理:由于瓷器(高温瓷1000~1200度)在高温的烧造过程中发生一系列物理以及化学反应,其中最为重要的是釉料的脱水反应,瓷器本身水完全蒸发,在地表的放至过程中,百年以后瓷器会再次在空气中吸收一种水(氢氧基)即羟基,年代越为久远,羟基含量越高,通过羟基含量来断定具体年代。由于新仿瓷器都是烧造出窑不久即使作假手法再怎么高端,即使可以在一件瓷器外观做出时间流逝的痕迹,仍然无法在一件瓷器的时间存在刻度上作假,新的旧不了,旧的新不了。 羟基是由氢和氧两种原子组成的一价离子团(-OH),即氢氧根。字中左边的羊表示氧,右边的表示氢,读音取氢(qing)之qi,取氧(yang)之韵母ang,合起来念——抢。 羟基在高温下不稳定,在常温、常压地表下是稳定的,其在陶瓷釉面中的含量与陶瓷烧造出窑时间成正比关系。羟基是鉴定古陶瓷的定性、定量物质。 羟基鉴定方法原理及优点 原理(一)我们知道陶瓷在烧造过程中会发生一系列的物理和化学变化。其中比较重要的反应之一是釉料的脱水反应。反应过程如下:

拉曼光谱仪于古瓷器断代的可行性拉曼是无损检测为什么只检测羟基?

  1、100~110℃吸附水开始排出。 2、110~400℃其它矿物杂质所带入的水排出。 3、400~450℃结构水开始排出。 4、800~1000℃时排水结束。 由于中国古陶瓷的烧造温度均在1200℃以上(除陶器外),同样现代仿品的成瓷温度亦均在1280℃左右。因此从理论上可以得知瓷器在烧造结束后,其釉面中不存在结构水、离子水、吸附水等。我们对新烧造的陶瓷做了大量的测,检测结果与理论推算完全相附。(二) 新仿品和古代真品有着本质的区别,这是问题的关键。我们如果不能正确地理解仿品与真品之间的本质区别,也就无法找到正确的鉴定方法。 我们知道陶瓷的烧造过程是一个造岩过程或者成矿过程,真品的成岩过程和仿品的成岩过程有着本质的不同: 真品与仿品的烧制过程从理论上讲是相对的,但真品具有在地表条件下长期风化和水解的过程,而仿品却没有。真品在地表中长期变化的过程仿品是无法做到的。也就是说从理论上讲,真品的本质是无法仿制的。(地表指:馆藏,,墓葬,水下等现有古陶瓷所处的。)(三) 真品在地表下的化学反应 真品在地表下其釉面将会发生如下水解反应: Si-O-R + HOH → Si-OH + R+OH-Si-O-Si + OH- → Si-OH + Si-O- H+置换R+后形成硅凝胶薄膜 [ Si(OH)4nH2O或SiO2xH2O ] 以上的反应生成物中既有氢氧根(羟基)、也有结构水。 的反应进行的很慢。 拉曼光谱——羟基古陶瓷检测鉴定法的依据和原理是:现代仿品和古代真品的成岩过程有着本质区别,而时间是造成的这种区别的根本原因,造假者无法跨越时间所产生的鸿沟。时间所造成的古陶瓷的物理、化学变化是造假者无法仿制的。基于此,古陶瓷拉曼光谱——羟基鉴定法的技术研发者把古陶瓷真品在地表下其釉面所产生的化学反应中生成的羟基作为古陶瓷鉴定的定性及定量物质。并运用世界上最先进的激光拉曼光谱测试仪( Renishaw Micro-Raman Spectroscopy System)进行相关检测,从而做出准确而科学的鉴定结论.

  1、使用激光激发瓷器釉面,收集羟基基团的拉曼光谱信号,测量过程对瓷器无损;2、有效取样需在瓷器被釉面完全覆盖处;3、快速,无损,重复性好,适用各种器型(高温瓷)。4、必须为高温烧制有釉面瓷器。


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