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腐蝕百科|中國(guó)古代鈞釉瓷三種腐蝕類(lèi)型及其成因分析

2022-03-22 14:13:22 作者：李志敏來(lái)源：北京科技大學(xué) 分享至：

地球環(huán)境中的所有材料都會(huì)遭受環(huán)境腐蝕，腐蝕程度、速率、現(xiàn)象和機(jī)理取決于材料成分、結(jié)構(gòu)以及環(huán)境因素。硅酸鹽玻璃、陶瓷和金屬腐蝕一直是現(xiàn)代材料腐蝕科學(xué)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

我國(guó)古代陶瓷有著悠久歷史和輝煌成就，在科技史和工藝史上占有重要地位。古陶瓷為研究玻璃與陶瓷在自然埋藏下長(zhǎng)期腐蝕提供了有效標(biāo)本。古陶瓷腐蝕現(xiàn)象、腐蝕產(chǎn)物以及腐蝕過(guò)程等研究成果不僅能提升該領(lǐng)域的科學(xué)認(rèn)知水平，也可為古代瓷器的保護(hù)與現(xiàn)代陶瓷研發(fā)提供科學(xué)借鑒。

古代鈞釉瓷是一類(lèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有獨(dú)特釉色的瓷器。北京科技大學(xué)的研究人員以河南禹州鈞臺(tái)窯遺址、河北黃驊海豐鎮(zhèn)遺址、山東濟(jì)南恒隆廣場(chǎng)和青州云門(mén)劇院出土鈞釉瓷以及河南魯山段店窯遺址出土花釉瓷（俗稱(chēng)唐鈞）標(biāo)本為研究對(duì)象，深入研究鈞瓷釉的腐蝕層、腐蝕產(chǎn)物、腐蝕現(xiàn)象和腐蝕過(guò)程等關(guān)鍵問(wèn)題。

分析研究表明，所分析樣品瓷釉主要以鈣釉為主，部分樣品為鈣堿釉。釉中存在大量晶體和分相結(jié)構(gòu)。瓷釉產(chǎn)生三種腐蝕類(lèi)型：

Ⅰ型，釉中析出的樹(shù)枝狀或柱狀硅灰石晶體（CaSiO3）裸露在釉層，優(yōu)先于周?chē)Ａ喔g，腐蝕過(guò)程主要是硅灰石溶解，釋放鈣離子和硅膠體，腐蝕后在釉層形成規(guī)則的樹(shù)枝狀或柱狀凹坑。

Ⅱ型，富CaO的孤立液滴或連通狀分相結(jié)構(gòu)相對(duì)富SiO2基底玻璃相優(yōu)先腐蝕，腐蝕后釉層上形成腐蝕層。腐蝕層保留原分相的形貌，出現(xiàn)球形孔洞或連通狀孔洞。腐蝕的主要過(guò)程是近表面釉層中富CaO的分相結(jié)構(gòu)和水之間發(fā)生陽(yáng)離子與氫離子的交換，浸出鈣鎂離子。

Ⅲ型，均勻玻璃相的腐蝕行為與富CaO分相結(jié)構(gòu)相似。從釉層的化學(xué)成分特征看，晶體腐蝕后，導(dǎo)致腐蝕區(qū)域Ca元素含量顯著減少。分相結(jié)構(gòu)和均勻的玻璃相腐蝕后，Ca元素含量顯著減少，Mg元素含量次之，形成富硅層。釉層浸出的鈣離子，在環(huán)境條件適宜時(shí)會(huì)生成針狀或團(tuán)簇狀的碳酸鈣腐蝕產(chǎn)物，或聚集在晶體腐蝕形成的凹坑以及腐蝕層上。腐蝕層厚度在一定程度可以反映釉層的腐蝕程度。

鈞臺(tái)窯遺址出土鈞瓷釉，連通狀分相結(jié)構(gòu)區(qū)域的腐蝕層厚度大于孤立液滴區(qū)域的腐蝕層厚度。魯山段店窯遺址出土花瓷釉連通狀分相結(jié)構(gòu)區(qū)域的腐蝕層厚度高于均勻玻璃相區(qū)域。同一遺址出土的同類(lèi)瓷片中，具有連通狀分相結(jié)構(gòu)的釉質(zhì)耐腐蝕性差。釉中的裂紋以及晶體腐蝕留下的凹坑，構(gòu)成腐蝕通道，促進(jìn)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。裂紋使得腐蝕向釉?xún)?nèi)發(fā)展或透過(guò)耐腐蝕性好的區(qū)域，在釉?xún)?nèi)部耐腐蝕性差區(qū)域發(fā)生。晶體腐蝕后形成的凹坑，促使釉?xún)?nèi)與裸露晶體接觸的那部分晶體繼續(xù)腐蝕，擴(kuò)大腐蝕范圍。腐蝕能夠改變瓷釉外觀，晶體腐蝕后形成的大量孔洞，具有連通狀分相結(jié)構(gòu)的玻璃相腐蝕后形成腐蝕層，使得瓷釉原來(lái)的乳濁感變?nèi)酰悦娣狐S，這些因素使得釉面外觀改變程度很大，以至于研究者和觀賞者很難清楚的了解瓷器當(dāng)初的釉色面貌。