故宫出土明清铜红釉呈色机理的同步辐射应用研究

Copper red glaze, as an important color glaze in ancient China, is one of the most difficult to burn in ancient China.Due to the scarcity of destructible samples and the complex forms of copper element in the Chinese ancient ceramics system, The development of the systematic scientific and technological research of copper red glaze was slow.In this project, the copper red glaze samples unearthed from the Palace Musume are taken as the research objects, the analytical methods of μ-XRF、μ-XAFS、μ-XRD，provided in Shanghai Synchrotron RadiationFacility(SSRF), a third-generation of synchrotron radiation light source,are used to analyze the distribution of glaze elements, the crystal phases and the chemical state of copper element. With the advantage of synchrotron radiation micro-focusing X-ray technology in microcosmic research field, this project will systematically explore the mechanism of color formation of different kinds of copper red glazes in Ming and Qing dynasties, which will promote the development of the history of Chinese ancient science and technology.At the same time , this project will explore the method and theory of synchrotron radiation microfocusing, and expand the application of synchrotron radiation research methods in the field of cultural relics.

铜红釉作为中国古代瓷釉中一种重要的颜色釉，是中国古代最难烧制的瓷釉之一。由于可损样品稀少，以及铜元素在中国瓷釉体系中存在形式复杂，使得铜红釉的系统科技研究一直进展缓慢。本项目依托第三代同步辐射装置上海光源，以故宫出土的明清时代高温铜红釉样品为研究对象，采用高空间分辨、高探测灵敏的微聚焦X射线荧光（μ-XRF）、X射线衍射（μ-XRD）和X射线吸收谱（μ-XAFS）进行釉层元素分布、晶体物相及铜元素化学态的三维分析，发挥同步辐射微聚焦X射线技术在微观研究方面的优势，系统探索故宫出土的明清时期不同种类铜红釉中的铜元素的呈色机理，推动中国古代科学技术史的发展，同时探索同步辐射微聚焦技术的方法理论研究，拓展同步辐射研究方法在文物领域的应用。

作为中国古代重要的颜色釉品种，高温铜红釉的呈色研究一直备受关注，受工艺、原料等影响，铜红釉的釉色也各具差异。本课题针对故宫南大库出土的明清铜红釉样品，在对其进行釉层显微形貌分析的基础上，利用高空间分辨、高探测灵敏的微聚焦X射线荧光、X射线衍射对釉层中的铜微粒进行了细致的研究，初步确定了高温铜红釉中起主要着色作用的是纳米尺度的球形金属铜颗粒。同时在明代洪武釉里红的底部颜料层中发现了微米级不规则硫化亚铜颗粒，对推断明早期铜红釉的原料提供了重要的证据，结合古代文献记录、地质调查、硫铜矿的反应动力学和材料学分析技术，揭示了明代洪武釉里红中铜原料的来源问题。同时，本课题运用多种科技手段进行综合研究，对比了洪武釉里红和清代霁红釉的研究结果，阐释了明清两代铜红釉从釉组成、上釉工艺及铜原料来源上的差异，对后续探讨明清铜红釉的区别与联系提供更多的思路。本课题的研究极大促进了同步辐射微聚焦X-射线方法在古陶瓷领域的应用理论研究，有助于建立古陶瓷着色元素微观领域与工艺技术之间的联系，丰富了中国古代颜色釉的科学研究。