《核分析技术在陶瓷考古研究中的应用》
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中图分类: | K854.2 |
完成/联系人 | 赵维娟 李融武 郭敏 韩国河 王晓川 李国霞 高正耀 孙洪巍 谢建忠 |
来源省份: | 河南 成果说明 ➫ |
完成单位: | 郑州大学 北京师范大学 |
所属部门: | 河南省教育厅 |
科研日期: | 2019 |
研究行业: | 社会人文科学研究与试验发展 |
研究主题: | 陶瓷考古,微量元素分析,数据分析方法, |
入选计划: | 国家自然科学基金 |
联系地址: | 河南省郑州市科学大道100号 |
传媒
该项目在多项国家自然科学基金支持下完成,主要是多种核分析技术在陶瓷考古中的应用,属于多学科交叉,涉及陶瓷学、核科学、考古学、矿物学、地质学、计算机和多元统计分析等学科。该项目的进行和完成无疑促进了这些学科的相互融合和发展,并为弘扬中国陶瓷文化起到了重要的推动作用。
1、该项目主要技术内容:
(1)技术创新:
核分析技术把原子核作为研究的对象,在超精细结构层次上追踪原子核所携带的信息。它具有很强的微量元素识别能力、微米量级的空间分辨本领和能量分辨率,是研究古陶瓷宏观性质和微观结构的有效手段。古陶瓷样品中的微量元素人工不能控制,而且基本上不受工艺过程的影响,它主要反映原料产地的特征,因此,研究产地的有效方法是微量元素分析。由于中子活化分析(NAA)和质子激发X射线荧光分析(PIXE)能够同时分析几十种微量元素,所以,NAA和PIXE是国际上用于研究古陶瓷原料产地的有效手段。穆斯堡尔谱学(MS)是研究核精细结构、古陶瓷烧制气氛的有效手段。虽然核分析技术在国际上已用于研究古陶瓷的科学技术问题,但很少有专家同时采用多种核分析技术研究古陶瓷的科学技术内涵。
(2)数据分析方法创新:
判别分析、模糊聚类分析、因子分析和散布分析四种数据分析处理方法同时成功的应用于追溯古陶瓷的原料产地和分类研究,分析结果互为验证,提高了数据分析的可靠性和正确率。
(3)研究内容创新:
该项目以汝瓷、钧瓷、南宋官瓷、耀州瓷、张公巷窑青瓷和兵马俑为研究对象,利用NAA、PIXE、MS等多种核分析技术测量这些样品的主量和微量元素的含量、物相和微观结构、烧制温度、烧制气氛和理化性能参数。通过多种数据分析手段确定了这些著名陶瓷的配方、产地特征、着色机理、烧制技术、工艺演变规律及无损鉴别方法,全面系统的研究结果对陶瓷考古具有开创性的科学意义,并对研究古代名瓷的发展史具有重要意义。
(4)解决了困扰考古界的部分疑难问题。
确定兵马俑的粘土原料取自秦始皇陵附近的某些垆土层,该研究是解开考古界秦陵兵马俑烧造之谜的一大突破,为寻找烧造兵马俑的窑址提供了科学依据;解决了清凉寺窑与张公巷窑之间的渊源关系、不同时期耀州瓷原料特征和“汝钧不分”等困扰考古界的疑难问题。
2、知识产权情况:
已获授权国家发明专利1项,发表相关研究论文81篇,其中SCI收录13篇,EI收录10篇,中文核心期刊43篇。
3、技术经济指标:
将研究成果应用于古陶瓷的仿制,仿古瓷质量明显提高,成品合格率提高30%,成本降低10%,原材料消耗量降低5%。
4、应用推广及效益情况:
该项目的研究成果揭示了中国著名古陶瓷的科学技术内涵,是研究古代社会经济、贸易、交通、生产、审美、战争、隶属等渊源关系的依据,解决了困扰考古界的一些疑难问题,为研究古文明的起源开拓了思路。
该项目的研究成果从理论上探讨了研制高质量仿古瓷的途径,直接用来指导仿古瓷的研制,并在河南冬青瓷业有限公司、韩琴汝瓷研究所、河南宋宫汝瓷有限公司等企业应用,仿古瓷的质量和成品合格率明显提高,降低了成本,解决了陶瓷文化的传承和创新问题,为该省陶瓷产业的发展奠定了基础。
该项目的部分研究论文一经发表即引起社会媒体和有关学者的广泛关注,研究结果多次被《科学时报》、《文汇报》、《人民日报》、《新华网》等新闻媒体报道,体现了该研究广阔的应用价值和社会效应。
成果说明
该项目利用多种核分析技术研究古陶瓷的科技内涵,确定了古陶瓷的最佳配方,原始烧制温度和烧制气氛,解决了兵马俑的原料来源问题,这些研究成果可为深入研究古陶瓷的内在特征、古陶瓷的鉴别、进一步丰富现代陶瓷釉色提供科学依据,并为核分析技术、计算机技术在陶瓷考古方面的应用和交叉发展起到促进作用。 项目所使用的技术路线普遍适用于古代人工制品的科技问题研究。断源和断代是考古学的两大领域,本项目研究的是断源领域。古陶瓷的原料产地与许多考古问题有关,古代社会的生产力发展水平与古陶瓷的技术突破密切相关,古代社会的生活情况与古
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