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腐蝕百科|中國古代鈞釉瓷三種腐蝕類型及其成因分析

2022-03-22 14:13:22 作者：李志敏來源：北京科技大學分享至：

地球環境中的所有材料都會遭受環境腐蝕，腐蝕程度、速率、現象和機理取決于材料成分、結構以及環境因素。硅酸鹽玻璃、陶瓷和金屬腐蝕一直是現代材料腐蝕科學研究的重點和熱點。

我國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期腐蝕提供了有效標本。古陶瓷腐蝕現象、腐蝕產物以及腐蝕過程等研究成果不僅能提升該領域的科學認知水平，也可為古代瓷器的保護與現代陶瓷研發提供科學借鑒。

古代鈞釉瓷是一類結構復雜、具有獨特釉色的瓷器。北京科技大學的研究人員以河南禹州鈞臺窯遺址、河北黃驊海豐鎮遺址、山東濟南恒隆廣場和青州云門劇院出土鈞釉瓷以及河南魯山段店窯遺址出土花釉瓷（俗稱唐鈞）標本為研究對象，深入研究鈞瓷釉的腐蝕層、腐蝕產物、腐蝕現象和腐蝕過程等關鍵問題。

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構。瓷釉產生三種腐蝕類型：

Ⅰ型，釉中析出的樹枝狀或柱狀硅灰石晶體（CaSiO3）裸露在釉層，優先于周圍玻璃相腐蝕，腐蝕過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則的樹枝狀或柱狀凹坑。

Ⅱ型，富CaO的孤立液滴或連通狀分相結構相對富SiO2基底玻璃相優先腐蝕，腐蝕后釉層上形成腐蝕層。腐蝕層保留原分相的形貌，出現球形孔洞或連通狀孔洞。腐蝕的主要過程是近表面釉層中富CaO的分相結構和水之間發生陽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分相結構相似。從釉層的化學成分特征看，晶體腐蝕后，導致腐蝕區域Ca元素含量顯著減少。分相結構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，在環境條件適宜時會生成針狀或團簇狀的碳酸鈣腐蝕產物，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。

鈞臺窯遺址出土鈞瓷釉，連通狀分相結構區域的腐蝕層厚度大于孤立液滴區域的腐蝕層厚度。魯山段店窯遺址出土花瓷釉連通狀分相結構區域的腐蝕層厚度高于均勻玻璃相區域。同一遺址出土的同類瓷片中，具有連通狀分相結構的釉質耐腐蝕性差。釉中的裂紋以及晶體腐蝕留下的凹坑，構成腐蝕通道，促進腐蝕的發生和發展。裂紋使得腐蝕向釉內發展或透過耐腐蝕性好的區域，在釉內部耐腐蝕性差區域發生。晶體腐蝕后形成的凹坑，促使釉內與裸露晶體接觸的那部分晶體繼續腐蝕，擴大腐蝕范圍。腐蝕能夠改變瓷釉外觀，晶體腐蝕后形成的大量孔洞，具有連通狀分相結構的玻璃相腐蝕后形成腐蝕層，使得瓷釉原來的乳濁感變弱，釉面泛黃，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初的釉色面貌。