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研究成果
中国古陶瓷发展史中的五个里程碑和三大技术突破
中国古陶瓷发展史中的五个里程碑清楚地表现了我国陶瓷工艺的发展过程和取得的突出成就。它们之所以能随着历史的进程逐一得到实现，全赖在制瓷技术上不断取得的重大突破。
古陶瓷物理化学基础研究
开展了新石器时期陶器、印纹硬陶及商周时期原始瓷的研究，探讨了制作工艺的发展变化与中国文明早期形成与发展的关系；重点研究了汝窑、南宋官窑、越窑、龙泉窑、建窑、钧窑、巩义窑、德化窑、邢窑、定窑、邛崃窑、吉州窑、耀州窑、景德镇窑等窑口古代著名青釉瓷、黑釉瓷、白釉瓷、青花瓷等的物理化学形成机理和工艺发展过程。
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邢窑内丘西关北窑址隋代瓷胎的二维对应分析图 |
德化窑瓷胎主次量化学组成二维对应分析图 |
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景德镇历代官窑青花料特征元素比值图 |
各地出土越窑青釉瓷胎微量元素组成因子载荷图 |
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汝窑和南宋官窑瓷胎微量元素组成因子载荷图 |
南宋官窑瓷胎主次量元素组成因子载荷图 |
中华文明探源
人类将天然硅酸盐矿物经特殊过程转变为另一种有用材料或器物，陶器就此诞生，这是人类最早的创造性活动之一。制陶工艺的发展变化反映了早期文明的演变进程，对陶器的研究是探索中华文明起源的重要手段之一。中华文明探源工程是国家的重大科学工程，在该工程的支持下，研究了中国文明主要发源地黄河和长江两大流域的考古遗址出土的陶器，范围涉及陕西、山西、河南、山东、湖南、上海、浙江等地区的16个遗址。
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仰韶文化彩陶显微结构 |
陶寺遗址黑色陶衣显微结构 |
陶器表面由陶衣原料形成的黑色指纹 |
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良渚陶器中夹杂透闪石颗粒 |
二里头遗址陶器胎的二维对应分析图 |
二里头遗址使用朱砂涂红的白陶 |
古陶瓷显微结构
通过对多个窑口出土钙釉的显微结构研究，发现伴随着釉料熔融以及钙长石晶体的熔析平衡过程, 晶丛缝隙或晶体周缘的玻璃熔体中同时发生着液－液分相和混溶之间的动态平衡过程。析晶-分相伴生结构是中国古代高温钙釉中最重要的一个共性结构特征。
汝官窑青瓷釉的析晶－分相伴生结构
南宋官窑青瓷釉的析晶－分相伴生结构
邛崃窑乳浊釉的分相结构
福建建窑兔毫釉的显微结构有两种形成机理：1. 釉层中液相分离 氧化铁在釉表面定向析晶，并在釉层中析晶；2. 釉层中钙长石析晶 晶间液相分离 氧化铁在釉面及釉层中析晶。
高铁析晶釉的显微结构
兔毫釉显微结构形成机理1：分相-析晶
兔毫釉显微结构形成机理2：析晶-分相-析晶
白瓷的起源与发展及唐青花的诞生
白瓷的出现是我国制瓷工艺的重要突破，白瓷制作技术的发展与传播对世界其它地区陶瓷工业的发展也有着显著的影响。唐代青花瓷是中国最早的青花瓷。
邢窑白瓷的技术发展
第一次系统研究了邢窑自隋代至金代的发展演变过程，特别是在透影白瓷的形成过程方面取得了创新成果。研究发现，不同品种白瓷之间存在相互关联，其中第一类细白瓷是透影白瓷形成的物质基础。
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邢窑内丘隋代瓷胎的二维对应分析图 |
邢窑内丘隋代瓷釉的二维对应分析图 |
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青瓷 |
中粗白瓷 |
第一类细白瓷 |
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第二类细白瓷 |
透影白瓷 |
国宝文物建盏研究的突破
与国际团队合作，利用同步辐射 XANES谱定量研究国宝文物建窑茶盏釉及油滴、兔毫中Fe 的氧化-还原状态，用 XRD谱首次证实在宋代建窑油滴和兔毫中存在介稳晶相。
-Fe2O3是一种具有诱人应用前景的电磁材料，有苛刻的生长条件：高温、低氧分压，柴烧龙窑的整体或局部还原气氛使其得到满足。为高性能硬磁材料 -Fe2O3的优化制备提供了新的研究思路和有益的启示，这正是古为今用的绝好例证。
相关成果发表在Nature旗下的Scientific Reports上，文汇报、中国科学报、美国陶瓷学会期刊Ceramic Tech Today、美国考古学会期刊Archaeology Magazine、美国Lawrence Berkeley National Laboratory、sci-news.com、livescience.com、ancient origin等进行了相关报道。
境外出土瓷器的多重证据溯源
对俄罗斯滨海边疆区金晚期（东夏）城址出土的细白瓷和青瓷标本进行了成功溯源，确证7件出土细白瓷标本属于定窑金代产品；9件属于钧窑系产品；2件乳浊青瓷釉标本是汝窑的产品，是中原文明在边疆地区传播的重要例证。
俄罗斯遗址出土标本和龙泉、南宋官窑、汝窑等样品胎和釉的二维对应分析图
出土标本及其显微结构
古代白陶的产源分析
利用锶同位素分析，揭示了黄河中下游多个典型遗址白陶的产源和技术传播，证明两城镇遗址白陶使用遗址附近的海滨沉积岩，提出二里头遗址的白陶原料至少存在两处来源，指出陶寺遗址出土的两件白陶可能来自于河南，为跨区域的文明交流与互鉴提供科技支撑。
不同遗址白陶Rb-Sr同位素比值的比较
元素分布与拉曼光谱结合揭示白陶原料组成及结构特征
吉州窑茶盏呈色机理及工艺
以吉州窑茶盏标本为研究对象，证实了吉州窑茶盏使用独特的双层釉工艺，面釉与底釉均属于钙碱釉，黑色底釉具有更高的Fe2O3含量，而白色面釉具有更高的CaO、MnO、P2O5含量。阐明了显微结构对呈色产生的重要影响，并系统总结了不同分相尺寸与呈色的关系。CaO与SiO2的不混溶而形成的分相结构普遍存在于釉中，白色区域分相的特征尺度为217-355 nm，对入射可见光造成全波段散射，导致乳浊现象；蓝紫色区域分相的特征尺度为117-170 nm，对入射的蓝紫色波段可见光选择性散射而产生结构色。
吉州窑双层釉呈色示意图
样品断面光学显微镜照片、对应的FESEM照片及显微结构2-D FFT结果
古陶瓷传统工艺重建
以古陶瓷标本分析结果为基础，模拟古瓷釉配方，以各种天然植物灰为原料，成功设计制备了全植物灰釉、半植物灰釉、高铁析晶釉、多层装饰釉、分相釉等。
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油菜杆 |
杨树杆 |
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稻草 |
竹枝 |
出水陶瓷的研究与保护
以深海考古联合实验室为依托，开展出水陶瓷的研究与保护，包括釉面腐蚀机理，海洋生物等凝结物去除工艺等。
铅釉与水作用形成多层状腐蚀结构
青花碗的腐蚀结构
硅酸盐质文物病变机理
采用3D检测、micro-CT、低场核磁共振技术，以及自主研发的微应力检测等技术，可溶盐结晶对硅酸盐质文物破坏的微观机制，证实可溶盐结晶应力为收缩应力而非膨胀应力，研发纳米氟硅材料可降低釉面温变速率，降低胎釉热传导的差异，从而有效控制琉璃釉面在温度急剧变化过程中的脱落。
中国古陶瓷数据库及标本库
标本库：按照科学规范，建立了中国古陶瓷标本库，涵盖中国南北方各著名窑址考古发掘出土的瓷器标本，以及新石器时期多个遗址出土的陶器标本，共计约两万件；
数据库：以标本库为基础，依据科学检测规范，获得古陶瓷综合信息数据共计几十万条。
标准制订
为推动古陶瓷科学研究进一步深入化、科学化、标准化。目前已正式出版了3部《古代陶瓷科技信息提取规范》系列标准，自2014年6月1日起施行。
古代陶瓷科技信息提取规范方法与原则（WW/T 0053-2014）
古代陶瓷科技信息提取规范化学组成分析方法（WW/T 0054-2014)
古代陶瓷科技信息提取规范形貌结构分析方法（WW/T 0055-2014）
实验考古学研究及复仿制
仿制实验室又名“科窑作坊”，意在用现代科学技术和传统制陶工艺相结合的方法，探索及验证古陶瓷中蕴含的科学规律。目前实验室有燃气炉1座，以及相应的制釉和拉坯成型设备。为了能确切地反映制品胎釉的各方面情况，都以手工拉制碗、盘、樽、炉等器型。经过成型、素烧、浸釉、烧成等工序后，观测制品胎釉的显微结构、物理性能、釉色和开片。为了说明这些制品都是“科窑作坊”所烧造，在其底部都有“科窑”印记，以示其所出，而不致鱼目混珠。
