咸阳地区出土汉代彩绘陶器表面颜料的科学研究

为了掌握陕西省内陶质彩绘文物的基本情况、受损现状及保护现状等基础数据,我们开展了“陕西省陶质彩绘文物调查研究项目”。通过对咸阳地区汉景帝阳陵、杨家湾汉墓、汉武帝茂陵、窑店三义村等大型汉代墓葬出土彩绘陶器表面颜料进行研究,从颜料物质成分、彩绘工艺等方面进行了科学检测和分析,为彩绘陶器的保护修复提供了依据。     

山东青州和沂源地区出土彩绘陶器的测试分析

彩绘陶器以其绚丽多彩的彩色装饰为主要特征,对它们的相关研究将不断丰富古代制陶工艺及颜料加工技术的认识。为此,本研究利用EDXRF、XRD、SEM、热膨胀分析等技术手段对山东青州香山汉墓和沂源战国墓葬出土彩绘陶器的组成结构及烧制温度进行了深入分析,首次发现了先以滑石粉打底其上再绘朱砂的彩绘陶品种。沂源战国墓葬中出土了表面用锡层作装饰的陶器,这是在我国北方地区的墓葬中首次发现这种"锡涂陶"。青州香山汉墓出土的陶俑和器物的胎料组成相近,而烧成温度存在明显差异,陶俑的烧成温度要高于器物。这些结果可为研究彩绘陶器的工艺发展提供新资料。     

山东香山汉墓出土陶质彩绘文物材质及制作工艺的初步研究

山东青州香山汉墓陪葬坑出土了数量巨大,种类齐全陶质彩绘文物,尤其是陶马和陶俑上的彩绘保存完好,色彩鲜艳,绘画工艺精湛,非常罕见。为了研究汉代彩绘及其制陶工艺等信息,本研究使用拉曼光谱(RS)、带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)、偏光显微镜(PLM)、体式显微镜(OM)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、热膨胀仪等分析方法,对出土的陶质彩绘文物进行了分析研究。结果表明这批陶质彩绘文物制作工艺是就地取土,与水混合塑型,在900~1000℃烧制陶胎。其彩绘所使用的颜料均为矿物颜料,其中白色为方解石(CaCO3)、红色为赭石(Fe2O3)和朱砂(HgS)、黑色为炭黑(C)、紫色为人造汉紫(BaCuSi2O6),采用胶料调和颜料调涂刷绘制而成。这批文物的制作工艺属于典型的秦汉时期彩绘陶器的制作方法。研究成果可为相关文物的保护提供科学数据。     

满城汉墓彩陶红色涂层的分析

满城汉墓出土的彩绘陶器精美并具有很高的历史、艺术价值,但在出土后出现了彩绘脱落的现象。经采用多种分析手段对彩绘陶的红色彩绘层进行分析,包括红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜,确定了红色彩绘的颜料为朱砂,胶结物为大漆,为进一步的研究和保护提供了基础数据。     

河南信阳城阳城遗址战国楚墓出土彩绘陶器的科学研究

为研究河南信阳城阳城址战国楚墓出土彩绘陶器病害,采用X荧光光谱分析、红外光谱分析和拉曼光谱分析对陶器表面颜料、有机底层、金属涂层进行了分析检测,并对陶胎物理性能进行了分析。研究发现:这批城阳城址彩绘陶器为高硅低铝陶器,为典型北方灰陶类型,吸水率较大,结构比较疏松,烧成温度范围在930℃～1025℃。陶器表面红色颜料主要为朱砂和赤铁矿,黄色颜料为针铁矿; 8号墓部分彩绘陶器彩绘层底含锡; 18号墓彩绘陶器黑褐色有机底层为生漆,为漆衣彩绘陶。这些信息为保护修复方案设计和保护修复实施提供了科学基础。     

山东青州香山汉墓出土西汉彩绘陶器腐蚀病害及其机理分析

为保护山东青州香山汉墓出土大量精美的西汉彩绘陶器,针对出土器物的腐蚀病害现状,运用X-射线衍射分析和偏光显微分析等技术手段,对出土彩绘陶器表面的白色盐分产物和陶片本体进行了检测。检测结果表明,表面盐分产物成分为碳酸钙和硫酸钙;该批陶器烧制材料主要由砂屑及粘土构成,所用粘土为岩土矿长期风化的积聚产物;制作工艺以模为主,模、塑结合;并结合以上的几种分析结果对其腐蚀病害及产生机理进行了论述,发现陶器表面风化是云母类矿物内部化学键断裂以及保存环境中的可溶盐的破坏应力所致。本研究结果为彩绘陶器保护修复提供了科学依据。     

湖南桃源出土战国彩绘陶器的科学分析

为研究湖南桃源县战国楚墓出土彩绘陶器的组成结构及保存现状,采用能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF)、扫描电镜-能谱法(SEM-EDS)、X射线衍射法(XRD)和激光拉曼光谱法(LRS)等手段对陶器胎体成分、表面彩绘、金属涂层等进行分析检测。结果表明:这批彩绘陶器胎体成分相近,为普通易熔黏土。彩绘陶器表面的红色颜料为朱砂(HgS),黑色颜料为炭黑(C)。在彩绘陶壶、陶鼎和陶敦表面发现金属涂层装饰,通过扫描电镜能谱和X射线衍射分析,确定涂层为单质锡,属于锡涂陶的范畴。同时红外光谱测试显示锡层内面棕黑色物质为生漆,可能混合其他胶结材料。以上结果为研究战国时期彩绘陶器,特别是锡涂陶的制作工艺及发展提供了新的资料。     

古代中国人造蓝紫硅酸铜钡颜料

这篇文章是对四件附着有硅酸铜钡颜料的中国古代器物的研究。其中三个样品是彩陶颗粒,来自甘肃省张家川马家源遗址,它属于战国晚期（474-221BC）。另外是对山东章丘威山汉墓壁画上的（206BC-8AD）单个晶体的单独研究。一个彩陶颗粒样品和单个晶体表明有中国深蓝（BaCu2Si2O7）存在,这是一关于硅酸铜钡的新发现。相对于已知道中国蓝（BaCuSi4O10）和中国紫（BaCuSi2O6）,这种BaCu2Si2O7成分被称为中国深蓝,该彩陶颗粒的颜料层也含有中国蓝中国紫。还运用了SEM和EDX对其表面形态的分析和通过拉曼光谱对中国蓝、中国紫元素成分的分析。x射线对单个晶体的分析知道了BaCu2Si2O7化合物的结构。通过现代仪器的综合分析研究,推断前期硅酸铜石英相谱图,白色Ba2CuSi2O7成分,仅有很小的可能性在历史遗迹中找到该颜料。     

永泰公主墓出土彩绘陶器颜料的无损及微损调查与研究

现场利用光学照相、走访调查出土的永泰公主墓出土彩绘陶器颜料进行了初步筛查,并结合紫外照相技术、色度仪、便携x射线荧光仪进行了现场无损分析研究。在此基础上对未完全弄清楚的颜料进行极微量的采样以做拉曼光谱分析。综合现场和室内分析得出永泰公主墓出土的彩绘陶器颜料,红色有朱砂和赤铁矿,存在章丹打底朱砂盖面的工艺,以提高颜料的稳定性和保持色度;黄色颜料有黄赭石和密陀僧;蓝色和绿色颜料分别为石青和石绿,并和铅白混合使用以调色,或用铅白打底;白色颜料为铅白,黑色颜料为炭黑。上述结果与唐代其他墓葬出土的壁画和彩绘陶器颜料结果基本一致。     

山东临淄山王村俑坑出土陶质彩绘颜料初步分析

2008年5月山东临淄山王村俑坑出土了数量较多的彩绘陶质文物,为了了解彩绘颜料结构和成分,采用粉末偏光显微法、剖面观察结合拉曼光谱分析对彩绘文物表面颜料样品进行分析。结果表明,这批陶质文物表面彩绘是以白灰做地仗层,由碳酸钙、白土、铁黑（Fe₃O₄）、铁红（Fe₂O₃）、朱砂等颜料调和而成,且厚度不均。在个别样品中发现了少量的中国蓝颗粒(BaCuSi₄O₁₀),这是这次分析中较为重要的发现,此分析结果也可为考古研究提供科学信息。     

焦作马村汉墓和白庄汉墓出土彩绘陶仓楼的科技分析

河南省焦作马村汉墓和白庄汉墓出土彩绘陶仓楼数量众多,类型丰富。为了科学保护修复彩绘陶仓楼,通过X射线衍射仪,X射线荧光分析仪,岩相分析,热膨胀测试等技术手段对这批彩绘陶仓楼进行了深入分析。研究发现,这批陶器为当地取土烧制的加砂陶,陶片结构较密实,器物制作以模为主,部分是模制后粘贴而成,吸水率和表气孔率较高,烧成温度和岩相分析发现陶片有釉化现象。研究成果可为后续保护修复处理彩绘彩绘陶仓楼提供参考和借鉴。     

显微镜探知中国古代颜料史

2003年2008年期间,采用光学显微镜对来自全国11个省和自治区超过30处的考古工地和文博单位的彩绘文物颜料进行了分析和研究,勾勒出中国古代颜料应用的历史轮廓：本文将中国颜料应用史分成三部分论述,先秦至两汉、魏晋南北朝到清代中期、清代晚期。每个时期颜料的应用和彩绘的工艺均有各自的特点,文章配有大量精美的显微照片配合说明。先秦至两汉以中国蓝中国紫为代表,表现出当时科技活动的活跃,秦代骨白的应用也是一个有趣的例子;魏晋南北朝到清代中期是颜料发展史的平和期,这一时期构建起中国传统颜料的体系,未有太大的变化,惟有元代开始应用的苏麻离青颜料是一个关注点;清代晚期。西方工业合成颜料大量涌入是这个时期的显著特点。     

汉阳陵东阙门出土黑色颜料的科学分析

为了科学分析汉阳陵东阙门西壁黑色颜料的组成和进一步探讨汉代皇陵颜料的使用状况,采用超景深显微观察、扫描电镜能谱(SEM-EDS)以及面扫描技术、X射线衍射(XRD)等测试方法,结合文献资料进行了科学分析鉴定与深入探讨。结果表明该黑色成分是氧化铜,应是原先含铜的蓝绿色颜料经过火烧氧化后所造成,属后呈现色彩。这一结果为后续彩绘类文物颜料鉴定提供科学思维,即不仅使用现代分析测试手段分析鉴定当前状态下的颜料种类,还应结合文物所处的环境变化,科学系统地指明其色彩呈现形式。另外,实验中使用的扫描电镜能谱面扫描技术可清楚确认颜料颗粒的分布情况,在微观分析颜料颗粒方面具有不可比拟的优越性。     

Influence of Taoism on the invention of the purple pigment used on the Qin terracotta warriors

Until the 19th century, most pigments were based on naturally occurring colored minerals and dyes, with three significant exceptions: Egyptian Blue, Chinese Blue/Purple and Maya Blue. The former two are alkaline-earth copper silicates, and because of this similarity it has been proposed that the Chinese pigments were derived from Egyptian Blue. Herein, we analyzed clumps of pigment from the Qin warriors and discovered that in spite of the structural similarity to Egyptian Blue, the micro-structural morphology of Chinese Purple is very different. Therefore, we believe that the synthesis technology for the Chinese pigments was a by-product of high-refractive index glasses (artificial jades) produced by Taoist monks. Further, the disappearance of these pigments from Chinese art and monuments concurrently with the decline of Taoism not only substantiates the link between the two, but also gives a striking example of how cultural changes in the society affected the scientific developments in ancient China.     

A Discussion on the Emergence and Development of Ancient Chinese Artificial Barium Copper Silicate Pigments from Simulation Experiments

The ancient Chinese barium copper silicate minerals mainly comprise Chinese purple (BaCuSi₂O₆) and Chinese blue (BaCuSi₄O₁₀), which were widely used from the late Warring States Period to the late Eastern Han Dynasty. In order to clarify the raw material of the pigment, a series of simulation experiments was conducted to produce Chinese purple pigment under varying mineral conditions. The minerals that we applied in the experiment were quartz as the source of silicon, malachite and copper oxide as the sources of copper, barite and witherite as the sources of barium and lead oxide as the source of lead. Simulation experiments showed that the barium copper silicate minerals and the purple pigment can be produced easily when witherite is used as the barium‐containing raw material. From the perspective of mineral resources, the birth of the ancient Chinese pigment associated with a unique barium mineral resource. The Chinese copper‐based pigments are assumed to have been developed independently and are presumably an outcome of historical developments in glazing techniques.     

RESEARCH ON THE PIGMENTS FROM PAINTED CERAMICS EXCAVATED FROM THE YANGQIAOPAN TOMBS OF THE LATE HAN DYNASTY (48 BC – AD 25)

The analysis of pigments on painted ceramics excavated from the Yangqiaopan Tombs of the late Western Han Dynasty was undertaken using optical microscopy (OM), micro‐Raman spectroscopy (μ‐RS), scanning electron microscopy with energy‐dispersive X‐ray spectrometry (SEM–EDS), X‐ray diffraction (XRD) and Fourier‐transform infrared spectroscopy spectra (FTIR). The pigments were identified as red lead (Pb₃O₄), carbon (C), malachite [Cu₂CO₃(OH)₂], Chinese purple (BaCuSi₂O₆) and illite {[K,H₃O]Al₂Si₃AlO₁₀(OH)₂}. Fibrous materials were observed in some pigment samples. When observed by SEM, one showed a large amount of fibre in solidified gum, which indicated that gum of ramie could have been used as the binding medium to make the pigment particles adhere together. These results provide significant insights into the characteristics of these pigments in the Qin and Han Dynasties.     

甘肃泾川出土5件佛教造像彩绘分析及相关研究

运用显微观察、荧光拍照、偏光显微镜、X射线荧光光谱、X射线衍射及扫描电镜能谱分析手段,对#87北魏造像碑、#99隋代佛头、#54宋代残破佛头和2件泥塑佛像残块表面彩绘进行研究。结果显示,北魏和隋代造像红色为朱砂,绿色为石绿,白色为方解石;隋代造像面部肉色为硫酸铅和朱砂的混合物,眼黑为炭黑;宋代造像表面红色为铁红,白色为方解石;泥塑残块#1表面蓝色为石青和石绿的混合物,#2表面为朱砂,判断其制作年代不晚于唐代中期。白灰层主要成分为碳酸钙,并具有亮白色荧光反应,与碳酸钙粉末混合有机胶制成白灰层的荧光反应一致,判断古代样品白灰层中可能存在有机胶结质。在元素分析过程中,铅(Pb)一直存在,而在物相分析中并没有发现Pb的化合物。同样问题在早期关中出土墓葬壁画分析中同样存在,是否与彩绘工艺本身有关,值得引起关注。