涉案古陶瓷“脫玻化”鑒定技術(shù)研究

王云飛，蔣占卿（中國人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 102628）

涉案古陶瓷“脫?；辫b定技術(shù)研究

王云飛，蔣占卿（中國人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 102628）

以往涉及盜挖、走私、詐騙案件的古陶瓷鑒定都是靠專家判斷，就是所謂的“眼學(xué)”?！把蹖W(xué)”方法比較依賴于專家的知識儲備，主觀性較強(qiáng)，而且對采用現(xiàn)代工藝制造的贗品也很難區(qū)分。通過“脫?；爆F(xiàn)象及特點(diǎn)分析，提出古陶瓷“脫?；辫b定技術(shù)的原理及方法。

古陶瓷；元素分析；熱釋光分析；“脫?；奔夹g(shù)

一、引言

公安機(jī)關(guān)在偵辦走私、盜挖文物案件時(shí)，對獲取的文物應(yīng)當(dāng)進(jìn)行鑒定。一件古陶瓷的真?zhèn)闻卸苁蛊溆兄烊乐畡e的價(jià)值。由于高額的利益誘惑，很多不法分子做起了用高仿瓷器冒充真品出售的買賣，甚至也有一些能騙過古陶瓷鑒定專家的眼睛。文物的等級關(guān)系到是否構(gòu)成犯罪及犯罪情節(jié)是否嚴(yán)重的問題。［1］公安機(jī)關(guān)在偵辦盜挖、走私文物案件時(shí)，如果鑒定專家把真品看成贗品，就會導(dǎo)致犯罪分子逍遙法外、國寶流失海外；偵辦文物詐騙案件時(shí)，鑒定專家把贗品看成真品，就會導(dǎo)致當(dāng)事人蒙受損失。所以，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)方法對古陶瓷進(jìn)行精準(zhǔn)的、客觀的、可重復(fù)的科學(xué)鑒定不僅在收藏界可以樹立權(quán)威，把握客觀、公正；在打擊文物犯罪、維護(hù)國家和人民財(cái)產(chǎn)安全，保障社會長治久安方面也是非常有意義的事。

二、常見的古陶瓷鑒定方法

“眼學(xué)”是古陶瓷傳統(tǒng)的鑒定方法，它是運(yùn)用比較的方法進(jìn)行“斷代斷源”（判斷年代和窯口等），這種通過比較的方法來得出結(jié)論是運(yùn)用標(biāo)型學(xué)的原理。鑒定者通過觀察器物的胎、釉、彩、紋、工、型等特征和已經(jīng)掌握的知識相比較得出斷代和斷源的結(jié)論。［2］但是“眼學(xué)”的鑒定結(jié)論易受鑒定者主觀情況的影響，不同的鑒定者對同一件陶瓷的鑒定結(jié)論往往會截然不同?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)鑒定測試方法被應(yīng)用于古陶瓷的鑒定上已經(jīng)有幾十年的時(shí)間，被廣泛研究的有以下幾種。

（一）元素成分分析法

“元素成分分析”是一種比較斷代的科學(xué)分析方法，其有兩種方法，一種是微量取樣，然后利用化學(xué)的方法進(jìn)行成分分析。另一種采用的是無損輻射方法，它利用電子、中子等粒子去激發(fā)待測陶瓷的胎、釉［2］，從其發(fā)出的X射線能譜中分析出各種元素的含量，將這些數(shù)據(jù)和標(biāo)本樣品的元素含量作比較。如果數(shù)據(jù)一樣的話，就認(rèn)為兩者的窯口和年代是一致的。如果不一樣，就無法確定受測陶瓷器件的窯口和年代。弊端是標(biāo)準(zhǔn)樣本是人為選取的，而且需要建立龐大的、可靠的數(shù)據(jù)庫，否則其得出的結(jié)論是存疑的。

（二）古地磁斷代法

“古地磁斷代”是指對瓷器的年代進(jìn)行測定。粘土中的磁性礦物在經(jīng)過高溫冷卻后被地磁場感應(yīng)永久磁化，其磁性強(qiáng)度和當(dāng)時(shí)的地磁場強(qiáng)度成正比關(guān)系，我們稱之為熱剩磁性。通過測量陶瓷中粘土的熱剩磁性，并對照古地磁強(qiáng)度隨著時(shí)間變化的實(shí)驗(yàn)曲線，可以推出瓷器大致的燒制年代，但誤差較大。

（三）熱釋光分析法

牛津大學(xué)的熱釋光實(shí)驗(yàn)室利用熱釋光分析法斷代不需要可靠的古陶瓷樣本來比較，這是一種絕對的斷代方法。因?yàn)樘沾傻奶ズ陀允怯上袷?、長石等各種各樣的礦物晶體組成的，含量最多且具有最強(qiáng)的熱釋光效應(yīng)的是石英晶體。［3］這些礦物晶體在受到自身和自然環(huán)境中的如鈾、釷、鉀-40等微量放射性物質(zhì)的輻射作用時(shí)，會發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)的變化并積累能量。如果對陶瓷樣本進(jìn)行加熱處理，我們可以觀察到物理學(xué)上的“熱釋光”現(xiàn)象，這些礦物晶體自燒成之日起就開始積累的能量會以發(fā)光的形式釋放出來，所以燒制瓷器時(shí)1200度左右的高溫會把這些礦物晶體內(nèi)積累的熱釋光能量全部釋放掉，就像是把“熱釋光計(jì)時(shí)器”歸零并重新計(jì)時(shí)。由于鈾、釷、鉀-40等微量放射性物質(zhì)的放射劑量是固定的，所以熱釋光的能量與陶瓷經(jīng)受的核輻射數(shù)量成正比，進(jìn)而通過熱釋光的方法測驗(yàn)該陶瓷的熱釋光能量就可以計(jì)算出其燒制的時(shí)間。

熱釋光分析法的弊端是需要對陶瓷打孔取樣，因此是一種有損檢測方法，由于古瓷器的不可再生性，非到萬不得已的情況下是不允許取樣研究的。再者，中國古陶瓷的生產(chǎn)無論在時(shí)間還是在空間上跨越比較大，當(dāng)前的熱釋光技術(shù)需要進(jìn)行更深入的研究來應(yīng)對古陶瓷的復(fù)雜性。更值得注意的是，一些造假者利用鈷-60等放射性物質(zhì)輻射新燒制的陶瓷，其內(nèi)在的熱釋光能量也會和古陶瓷積累的一樣。

三、“脫玻化”鑒定技術(shù)

（一）“脫?；爆F(xiàn)象及特點(diǎn)

古陶瓷的釉是經(jīng)過高溫熔融形成的，它的主要成分是二氧化硅（玻璃態(tài)均質(zhì)體）。在自然條件下，二氧化硅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是無序的，并呈不穩(wěn)定狀態(tài)。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會隨著時(shí)間的積累逐漸自動調(diào)整，由亞穩(wěn)定無序狀態(tài)向穩(wěn)定有序狀態(tài)演變，最終形成微小晶體，這個(gè)過程就屬于釉質(zhì)的“脫玻璃化”現(xiàn)象，一般稱為“脫?；爆F(xiàn)象。在顯微鏡下觀察古陶瓷的“脫?；爆F(xiàn)象，我們不難發(fā)現(xiàn)古陶瓷釉下氣泡是產(chǎn)生了變化的，氣泡的頂端最為明顯，因?yàn)闅馀莸捻敹吮容^薄弱，釉質(zhì)在脫?；^程時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會將氣泡的頂端拉出一個(gè)小缺口。還有許多橢圓形的氣泡，曲率最大的地方會先破裂出現(xiàn)小缺口。在自然條件下，陶瓷的脫?；潭入S著時(shí)間的推移越來越高。

陶瓷釉質(zhì)脫?；F(xiàn)象的宏觀表現(xiàn)形式就是陶瓷的“老化”現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為透光性低，對光線散射性強(qiáng)。因此古陶瓷的釉質(zhì)面看上去柔和、溫潤，而新燒制的陶瓷釉質(zhì)面則滿是“賊光”。時(shí)間越久的古陶瓷與新品的反差就會越大。陶瓷釉質(zhì)還有一個(gè)非常明顯的“老化現(xiàn)象”，用顯微鏡可以觀察到陶瓷釉質(zhì)內(nèi)部和表面的微裂紋，這是因?yàn)橛再|(zhì)在脫?；^程時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不均勻，當(dāng)這種內(nèi)應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)就會產(chǎn)生微裂紋。陶瓷釉質(zhì)的“老化”現(xiàn)象，是陶瓷燒成之時(shí)就開始發(fā)生變化的過程，可以把它比作陶瓷的年輪，會隨著時(shí)間的推移不斷發(fā)展。［4］現(xiàn)在的一些作假者運(yùn)用物理化學(xué)的方法對新燒制的仿品進(jìn)行做舊處理，而古陶瓷釉質(zhì)的二氧化硅分子趨向有序運(yùn)動的脫?；儺惓藭r(shí)間的積累，沒有其他方法可以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的作假手段改變的只是陶瓷釉質(zhì)的表面形態(tài)，陶瓷釉質(zhì)的微觀分子再結(jié)晶運(yùn)動是不會受影響的，這充分證明了“脫?；辫b定技術(shù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

（二）“脫玻化”鑒定技術(shù)原理

鑒于陶瓷釉質(zhì)的“脫?；爆F(xiàn)象的特點(diǎn)，我們有針對性地研究設(shè)計(jì)出了一套“陶瓷釉質(zhì)年代分析檢驗(yàn)儀”設(shè)備，它的主要功能是測量瓷器釉質(zhì)對光透過性的程度。該設(shè)備采用光電反射式工作原理，利用半導(dǎo)體激光器作光源，采用1kHz調(diào)制脈沖驅(qū)動激光器，產(chǎn)生1kHz測試光源。在光路信號檢測部分采用了二階高通濾波器，這種設(shè)計(jì)不易受環(huán)境雜散光干擾，避免了外界的光進(jìn)入測量光路。通過“陶瓷釉質(zhì)年代分析檢驗(yàn)儀”設(shè)備我們可以快速甄別被測古陶瓷的真?zhèn)位蚱湮奈锏燃?，使公安機(jī)關(guān)快速對案件性質(zhì)定性，提高工作效率及水平。

該設(shè)備采集數(shù)據(jù)的參照標(biāo)準(zhǔn)是折射率np=1.567的黑玻璃，在對平面進(jìn)行理想拋光的狀態(tài)下，收集該平面對光束發(fā)生的鏡面反射的光束數(shù)據(jù)，按公式（1）［5］確定被測陶瓷樣本的數(shù)據(jù)：

其中，Φs（θ）為在入射角θ下，標(biāo)準(zhǔn)黑色玻璃的鏡面反射光的測量值，Φm（θ）為該入射條件下，被測陶瓷表面的反射光的測量值，Gs（θ）是黑色玻璃的標(biāo)準(zhǔn)參照值，參照IOS相關(guān)質(zhì)量體系，設(shè)置為100，Gm（θ）則為陶瓷老化程度的數(shù)值。

因?yàn)椴煌娜肷浣菚箿y得的數(shù)據(jù)不一樣，本設(shè)備采用的是入射角為45度的情況，其工作原理如圖1所示：

圖1 光電轉(zhuǎn)換原理圖

陶瓷釉質(zhì)年代分析檢驗(yàn)儀采用半導(dǎo)體激光器作為光源對待測陶瓷進(jìn)行檢測，再由硅光電池接收陶瓷反射光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，光電流經(jīng)過I/V變換電路后轉(zhuǎn)換為電壓信號，即為1kHz方波調(diào)制信號。［6］然后方波調(diào)制信號通過二階高通濾波電路后，除去了頻率小于1kHz的自然光、電磁干擾等干擾信號，隨后經(jīng)過同相放大電路，信號放大后又進(jìn)入π型濾波電路，將1kHz的方波調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為直流信號，最后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器把直流電信號模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量便于顯示出來。［7］該設(shè)備的工作流程如圖2所示：

圖2 工作流程圖

使用儀器時(shí)，首先要測量標(biāo)準(zhǔn)版（黑色玻璃），設(shè)定其示數(shù)為100。然后還需要測量黑色不反射光的物體表面，調(diào)整設(shè)備示數(shù)為0。多次測量直至設(shè)備示數(shù)準(zhǔn)確，分別為100和0，則不再需要調(diào)整，標(biāo)定完畢。標(biāo)定后的設(shè)備即可對陶瓷樣品進(jìn)行測試，設(shè)備示數(shù)即為被測樣品的老化值。

數(shù)據(jù)的采集研究過程分別在江西、湖北、四川、安徽等地的博物館和景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院進(jìn)行，采集了大量可靠且不同時(shí)期的瓷器，并獲得了大量的數(shù)據(jù)。我們將已知年代的樣本與數(shù)據(jù)逐一對應(yīng)編碼，并全部錄入SPSS軟件進(jìn)行聚類分析，劃分為同一類別的樣本數(shù)據(jù)再進(jìn)行均值分析。為了更有針對性地服務(wù)于公安一線，更快更準(zhǔn)地認(rèn)定案件性質(zhì)，促進(jìn)公安業(yè)務(wù)效率的提高，我們根據(jù)分析的結(jié)果，將得到的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)分為以下3個(gè)等級：

1.設(shè)備示數(shù)為90及以上為現(xiàn)代燒制瓷器；

2.設(shè)備示數(shù)為80至90為清代、民國時(shí)期燒制瓷器；

3.設(shè)備示數(shù)為80以下為元明或更早年代燒制瓷器

劃分標(biāo)準(zhǔn)等級的目的是有助于辦案人員對案件性質(zhì)快速定性，提高辦案效率。判斷具體年代還要再結(jié)合釉質(zhì)表面的繪畫、紋飾、釉色、款識和陶瓷的器型等。例如：元代繪畫寫實(shí)，明代和清代注重裝飾，清代畫工規(guī)整，以及元代的款識“至正七年”，明代的“大明宣德年制”，清代的“大清康熙年制”等，根據(jù)以上特征和信息來判斷具體年代。

涉案的古陶瓷鑒定直接關(guān)系到國家的利益和法律的尊嚴(yán)。隨著“脫?；奔夹g(shù)的穩(wěn)定發(fā)展，我們有理由相信，這項(xiàng)技術(shù)既可以在公安領(lǐng)域?qū)ι姘柑沾蛇M(jìn)行準(zhǔn)確的甄別認(rèn)定，又可以規(guī)范古陶瓷市場，促進(jìn)古陶瓷市場良性發(fā)展。

［1］ 尹軍，安立平.試論文物案件特點(diǎn)及偵查思路［J］.河北公安警察職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（4）.

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［3］ Lawless J L，羅蔭權(quán). Thermoluminescence for nonlinear heating profiles with application to laser heated emissions . Journal of Applied Physics，2001（11 Pt.1）.

［4］ 李衛(wèi)民.陶瓷鑒定理論的方法論研究［J］.中國文物科學(xué)研究，2011（1）.

［5］ 肖韶榮，羅慶芳.光纖光澤度傳感器［J］.光學(xué)精密工程，1997（3）.

［6］ 閆華文.一種醫(yī)用光電檢測前置放大電路設(shè)計(jì)［J］.電子產(chǎn)品世界，2014（2）.

［7］ 周征，陳瑞.電壓輸出型傳感器高精度數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的研制［J］.自動化儀表，2010（4）.

責(zé)任編輯：劉洪波

Analysis on "Devitrification" Identification Technology of Ancient Ceramics Involved in Cases

WANG Yun-fei， JIANG Zhan-qing
（Institute of Criminal Science and Technology， People's Public Security University of China， Beijing， 102628）

In the past， those ancient ceramics， involved in the cases of excavating illegally， smuggling and defrauding，are identified by experts' judgments ，i.e.” eye science”. “Eye science” relies on experts' knowledge stock with stronger subjectivity and can hardly identify the counterfeits made by modern industrial technology. With the analysis on phenomenon and feature， this article offers the principle and method of ancient ceramics' “devitrfication“technology for consideration.

ancient ceramics； elemental analysis； thermoluminescence analysis； ”devitrification” technology

D918.2

A

1671-5195（2016）05-0061-04］

10.13310/j.cnki.gzjy.2016.05.009

2016-01-26

王云飛（1990-），男，河北河間人，中國人民公安大學(xué)刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院碩士研究生；

蔣占卿（1965-），男，河南許昌人，中國人民公安大學(xué)刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長，教授，研究方向?yàn)樾淌聢D像。