拉曼光譜儀檢測古董鑒定 發(fā)布日期：2021-04-16 09:28:23 文章來源：萊雷科技
拉曼光譜儀由于其高靈敏度、高分辨率和高準(zhǔn)確度，在各種物質(zhì)的鑒定中顯示出其優(yōu)越性。目前，它被廣泛應(yīng)用于文物的分析鑒定。本文主要介紹了近年來拉曼光譜在陶瓷基體和釉料研究中的應(yīng)用，為今后的分析和研究提供參考。
陶瓷器的主要原料是粘土，它是一些巖石風(fēng)化的產(chǎn)物。它由石英、長石、云母、高嶺土、方解石等礦物組成。其主要元素為硅、鐵、鈣、鉀、鋁、鈉、錳等，不同地區(qū)巖石中化學(xué)元素的損失不同，受不同或相同的環(huán)境和地質(zhì)條件的影響，粘土的成分也有差異，在陶瓷燒成過程中，粘土中的大部分主要元素和微量元素不會(huì)發(fā)生明顯變化。因此，對(duì)古陶瓷的元素組成進(jìn)行分析檢測，是確定器物來源、礦物材料來源、燒制工藝和燒制偏斜的重要手段。
1928年，C.V.拉曼實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光通過透明介質(zhì)時(shí)，分子散射光的頻率發(fā)生變化，這就是拉曼散射。當(dāng)光照射物質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生彈性散射和非彈性散射。彈性散射的散射光與激發(fā)光具有相同的波長。非彈性散射的散射光比激發(fā)的光波具有長而短的成分，稱為拉曼效應(yīng)。拉曼光譜是一種基于拉曼效應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù)。它的信號(hào)源是分子的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。光譜的數(shù)目、位移值和能帶強(qiáng)度直接反映了分子的組成和構(gòu)象信息。
拉曼光譜儀在化學(xué)、物理、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它對(duì)純定性分析、高度定量分析和分子結(jié)構(gòu)測定具有重要價(jià)值。拉曼光譜是一種能夠獲得材料分子信息的分析技術(shù)，用于文物分析。特別是拉曼光譜作為一種無損分析方法，可以應(yīng)用于文物的原位分析。
除了分析瓷器釉中的元素外，拉曼光譜技術(shù)主要是利用激光束穿透釉面和瓷體來確定瓷器（1000~1200℃燒成）的年代，并通過拉曼散射效應(yīng)分析釉料與瓷體之間的羥基含量，可能是特定的年齡。
原理：陶瓷（高溫瓷1000～1200℃）燒制過程中會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，其中最重要的是釉料的脫水反應(yīng)。瓷器本身的水分子完全蒸發(fā)了。在陶瓷表面的敷貼過程中，經(jīng)過一百年的時(shí)間，瓷器會(huì)再次吸收空氣中的一種水分子（羥基）。年齡越大，羥基所含羥基含量越高，具體年齡可確定。因?yàn)樾路轮频拇善鞫际窃诟G爐里制作的，無論造假技術(shù)有多高端，即使能在瓷器外觀上留下歲月流逝的痕跡，也不可能造假一件瓷器的時(shí)間尺度。新的不能用，舊的不能新。
羥基是由氫原子和氧原子組成的一價(jià)離子基（-OH），即氫氧自由基。在這個(gè)詞中，左邊的羊代表氧，右邊的羊代表氫，“慶”的元音“Qi”和“陽”的元音“ang”一起發(fā)音。羥基在高溫下不穩(wěn)定，但在常溫常壓下穩(wěn)定。陶瓷釉中羥基含量與燒成時(shí)間成正比。羥基是鑒定古陶瓷真?zhèn)蔚亩ㄐ院投坎牧稀Ａu基識(shí)別法的原理及優(yōu)點(diǎn)
（1） 我們知道陶瓷在燒成過程中會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化。其中最重要的反應(yīng)之一就是釉料的脫水。反應(yīng)過程如下：1。2水從110到400其他礦物雜質(zhì)被排出。三。400-450結(jié)構(gòu)水開始排水。4排水在800-1000之間完成。由于中國古代陶瓷的燒成溫度在1200以上（除陶器外），現(xiàn)代仿制品的成瓷溫度也在1280左右。因此，從理論上可以知道瓷器燒成后釉中不存在結(jié)構(gòu)水、離子水、吸附水等。我們對(duì)新燒制的陶瓷進(jìn)行了大量的測試，測試結(jié)果與理論計(jì)算完全一致。
（2） 問題的關(guān)鍵在于，新仿制品與古代正品仿制品有本質(zhì)區(qū)別。如果我們不能理解仿制品與真品的本質(zhì)區(qū)別，就無法找到正確的鑒定方法。我們知道陶瓷的燒制過程是一個(gè)造巖過程或一個(gè)礦化過程。真品與仿制品有本質(zhì)區(qū)別：原制品和仿制品的燒制過程在理論上是相對(duì)的，但真品在表面條件下有一個(gè)長期的風(fēng)化和水化過程，而仿制品則沒有。在表面環(huán)境長期變化的過程中，不可能模仿真實(shí)的產(chǎn)品。也就是說，從理論上講，正品的本質(zhì)是不能模仿的。（地表環(huán)境是指現(xiàn)存古陶瓷所處的環(huán)境，如收藏環(huán)境、傳世環(huán)境、埋藏環(huán)境、水下環(huán)境等）
（3）正品在表面環(huán)境中的化學(xué)反應(yīng)。正品釉面在表面環(huán)境下會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)：Si-O-R+HOH>Si-OH+R+OH-Si-O-Si+OH-到Si-OH+Si-O-H+取代R+，然后在反應(yīng)產(chǎn)物上方形成硅凝膠膜[Si（OH）4nH2O或SiO2xH2O]，既有羥基（強(qiáng)基），也有結(jié)構(gòu)水。這是一個(gè)緩慢的反應(yīng)。拉曼光譜法檢測和鑒定古羥基陶瓷真?zhèn)蔚囊罁?jù)和原理是，現(xiàn)代仿制品的成巖過程與古真瓷的成巖過程有本質(zhì)區(qū)別，而時(shí)間是造成這種差異的根本原因，造假者無法跨越時(shí)間造成的鴻溝。古陶瓷因時(shí)間的推移而發(fā)生的物理化學(xué)變化，是造假者無法模仿的?；诖耍庾V羥基識(shí)別方法的研究者將原始古陶瓷在表面環(huán)境中的化學(xué)反應(yīng)生成的羥基作為古陶瓷鑒定的定性和定量物質(zhì)。采用目前先進(jìn)的激光拉曼光譜系統(tǒng)（Renishaw顯微拉曼光譜系統(tǒng)）做出準(zhǔn)確、科學(xué)的鑒定結(jié)論
拉曼光譜儀檢測的關(guān)鍵點(diǎn)如下
1采用激光激發(fā)瓷釉，采集羥基的拉曼光譜信號(hào)；
2有效取樣位置應(yīng)在瓷質(zhì)完全被釉覆蓋的地方；
3它快速、無損、可重復(fù)。適用于各種高溫陶瓷。
