涉案古陶瓷“脱玻化”鉴定技术研究

王云飞，蒋占卿（中国人民公安大学 刑事科学技术学院，北京 102628）

涉案古陶瓷“脱玻化”鉴定技术研究

王云飞，蒋占卿（中国人民公安大学 刑事科学技术学院，北京 102628）

以往涉及盗挖、走私、诈骗案件的古陶瓷鉴定都是靠专家判断，就是所谓的“眼学”。“眼学”方法比较依赖于专家的知识储备，主观性较强，而且对采用现代工艺制造的赝品也很难区分。通过“脱玻化”现象及特点分析，提出古陶瓷“脱玻化”鉴定技术的原理及方法。

古陶瓷；元素分析；热释光分析；“脱玻化”技术

一、引言

公安机关在侦办走私、盗挖文物案件时，对获取的文物应当进行鉴定。一件古陶瓷的真伪判定能使其有着天壤之别的价值。由于高额的利益诱惑，很多不法分子做起了用高仿瓷器冒充真品出售的买卖，甚至也有一些能骗过古陶瓷鉴定专家的眼睛。文物的等级关系到是否构成犯罪及犯罪情节是否严重的问题。［1］公安机关在侦办盗挖、走私文物案件时，如果鉴定专家把真品看成赝品，就会导致犯罪分子逍遥法外、国宝流失海外；侦办文物诈骗案件时，鉴定专家把赝品看成真品，就会导致当事人蒙受损失。所以，运用现代科学方法对古陶瓷进行精准的、客观的、可重复的科学鉴定不仅在收藏界可以树立权威，把握客观、公正；在打击文物犯罪、维护国家和人民财产安全，保障社会长治久安方面也是非常有意义的事。

二、常见的古陶瓷鉴定方法

“眼学”是古陶瓷传统的鉴定方法，它是运用比较的方法进行“断代断源”（判断年代和窑口等），这种通过比较的方法来得出结论是运用标型学的原理。鉴定者通过观察器物的胎、釉、彩、纹、工、型等特征和已经掌握的知识相比较得出断代和断源的结论。［2］但是“眼学”的鉴定结论易受鉴定者主观情况的影响，不同的鉴定者对同一件陶瓷的鉴定结论往往会截然不同。现代科学技术鉴定测试方法被应用于古陶瓷的鉴定上已经有几十年的时间，被广泛研究的有以下几种。

（一）元素成分分析法

“元素成分分析”是一种比较断代的科学分析方法，其有两种方法，一种是微量取样，然后利用化学的方法进行成分分析。另一种采用的是无损辐射方法，它利用电子、中子等粒子去激发待测陶瓷的胎、釉［2］，从其发出的X射线能谱中分析出各种元素的含量，将这些数据和标本样品的元素含量作比较。如果数据一样的话，就认为两者的窑口和年代是一致的。如果不一样，就无法确定受测陶瓷器件的窑口和年代。弊端是标准样本是人为选取的，而且需要建立庞大的、可靠的数据库，否则其得出的结论是存疑的。

（二）古地磁断代法

“古地磁断代”是指对瓷器的年代进行测定。粘土中的磁性矿物在经过高温冷却后被地磁场感应永久磁化，其磁性强度和当时的地磁场强度成正比关系，我们称之为热剩磁性。通过测量陶瓷中粘土的热剩磁性，并对照古地磁强度随着时间变化的实验曲线，可以推出瓷器大致的烧制年代，但误差较大。

（三）热释光分析法

牛津大学的热释光实验室利用热释光分析法断代不需要可靠的古陶瓷样本来比较，这是一种绝对的断代方法。因为陶瓷的胎和釉是由像石英、长石等各种各样的矿物晶体组成的，含量最多且具有最强的热释光效应的是石英晶体。［3］这些矿物晶体在受到自身和自然环境中的如铀、钍、钾-40等微量放射性物质的辐射作用时，会发生微观结构的变化并积累能量。如果对陶瓷样本进行加热处理，我们可以观察到物理学上的“热释光”现象，这些矿物晶体自烧成之日起就开始积累的能量会以发光的形式释放出来，所以烧制瓷器时1200度左右的高温会把这些矿物晶体内积累的热释光能量全部释放掉，就像是把“热释光计时器”归零并重新计时。由于铀、钍、钾-40等微量放射性物质的放射剂量是固定的，所以热释光的能量与陶瓷经受的核辐射数量成正比，进而通过热释光的方法测验该陶瓷的热释光能量就可以计算出其烧制的时间。

热释光分析法的弊端是需要对陶瓷打孔取样，因此是一种有损检测方法，由于古瓷器的不可再生性，非到万不得已的情况下是不允许取样研究的。再者，中国古陶瓷的生产无论在时间还是在空间上跨越比较大，当前的热释光技术需要进行更深入的研究来应对古陶瓷的复杂性。更值得注意的是，一些造假者利用钴-60等放射性物质辐射新烧制的陶瓷，其内在的热释光能量也会和古陶瓷积累的一样。

三、“脱玻化”鉴定技术

（一）“脱玻化”现象及特点

古陶瓷的釉是经过高温熔融形成的，它的主要成分是二氧化硅（玻璃态均质体）。在自然条件下，二氧化硅的内部结构是无序的，并呈不稳定状态。它的内部结构会随着时间的积累逐渐自动调整，由亚稳定无序状态向稳定有序状态演变，最终形成微小晶体，这个过程就属于釉质的“脱玻璃化”现象，一般称为“脱玻化”现象。在显微镜下观察古陶瓷的“脱玻化”现象，我们不难发现古陶瓷釉下气泡是产生了变化的，气泡的顶端最为明显，因为气泡的顶端比较薄弱，釉质在脱玻化过程时产生的内应力会将气泡的顶端拉出一个小缺口。还有许多椭圆形的气泡，曲率最大的地方会先破裂出现小缺口。在自然条件下，陶瓷的脱玻化程度随着时间的推移越来越高。

陶瓷釉质脱玻化现象的宏观表现形式就是陶瓷的“老化”现象，主要表现为透光性低，对光线散射性强。因此古陶瓷的釉质面看上去柔和、温润，而新烧制的陶瓷釉质面则满是“贼光”。时间越久的古陶瓷与新品的反差就会越大。陶瓷釉质还有一个非常明显的“老化现象”，用显微镜可以观察到陶瓷釉质内部和表面的微裂纹，这是因为釉质在脱玻化过程时产生的内应力不均匀，当这种内应力达到一定程度时就会产生微裂纹。陶瓷釉质的“老化”现象，是陶瓷烧成之时就开始发生变化的过程，可以把它比作陶瓷的年轮，会随着时间的推移不断发展。［4］现在的一些作假者运用物理化学的方法对新烧制的仿品进行做旧处理，而古陶瓷釉质的二氧化硅分子趋向有序运动的脱玻化变异除了时间的积累，没有其他方法可以实现。现有的作假手段改变的只是陶瓷釉质的表面形态，陶瓷釉质的微观分子再结晶运动是不会受影响的，这充分证明了“脱玻化”鉴定技术的可靠性和准确性。

（二）“脱玻化”鉴定技术原理

鉴于陶瓷釉质的“脱玻化”现象的特点，我们有针对性地研究设计出了一套“陶瓷釉质年代分析检验仪”设备，它的主要功能是测量瓷器釉质对光透过性的程度。该设备采用光电反射式工作原理，利用半导体激光器作光源，采用1kHz调制脉冲驱动激光器，产生1kHz测试光源。在光路信号检测部分采用了二阶高通滤波器，这种设计不易受环境杂散光干扰，避免了外界的光进入测量光路。通过“陶瓷釉质年代分析检验仪”设备我们可以快速甄别被测古陶瓷的真伪或其文物等级，使公安机关快速对案件性质定性，提高工作效率及水平。

该设备采集数据的参照标准是折射率np=1.567的黑玻璃，在对平面进行理想抛光的状态下，收集该平面对光束发生的镜面反射的光束数据，按公式（1）［5］确定被测陶瓷样本的数据：

其中，Φs（θ）为在入射角θ下，标准黑色玻璃的镜面反射光的测量值，Φm（θ）为该入射条件下，被测陶瓷表面的反射光的测量值，Gs（θ）是黑色玻璃的标准参照值，参照IOS相关质量体系，设置为100，Gm（θ）则为陶瓷老化程度的数值。

因为不同的入射角会使测得的数据不一样，本设备采用的是入射角为45度的情况，其工作原理如图1所示：

图1 光电转换原理图

陶瓷釉质年代分析检验仪采用半导体激光器作为光源对待测陶瓷进行检测，再由硅光电池接收陶瓷反射光并进行光电转换，光电流经过I/V变换电路后转换为电压信号，即为1kHz方波调制信号。［6］然后方波调制信号通过二阶高通滤波电路后，除去了频率小于1kHz的自然光、电磁干扰等干扰信号，随后经过同相放大电路，信号放大后又进入π型滤波电路，将1kHz的方波调制信号转换为直流信号，最后进入A/D转换器把直流电信号模拟量转换为数字量便于显示出来。［7］该设备的工作流程如图2所示：

图2 工作流程图

使用仪器时，首先要测量标准版（黑色玻璃），设定其示数为100。然后还需要测量黑色不反射光的物体表面，调整设备示数为0。多次测量直至设备示数准确，分别为100和0，则不再需要调整，标定完毕。标定后的设备即可对陶瓷样品进行测试，设备示数即为被测样品的老化值。

数据的采集研究过程分别在江西、湖北、四川、安徽等地的博物馆和景德镇陶瓷学院进行，采集了大量可靠且不同时期的瓷器，并获得了大量的数据。我们将已知年代的样本与数据逐一对应编码，并全部录入SPSS软件进行聚类分析，划分为同一类别的样本数据再进行均值分析。为了更有针对性地服务于公安一线，更快更准地认定案件性质，促进公安业务效率的提高，我们根据分析的结果，将得到的标准数据分为以下3个等级：

1.设备示数为90及以上为现代烧制瓷器；

2.设备示数为80至90为清代、民国时期烧制瓷器；

3.设备示数为80以下为元明或更早年代烧制瓷器

划分标准等级的目的是有助于办案人员对案件性质快速定性，提高办案效率。判断具体年代还要再结合釉质表面的绘画、纹饰、釉色、款识和陶瓷的器型等。例如：元代绘画写实，明代和清代注重装饰，清代画工规整，以及元代的款识“至正七年”，明代的“大明宣德年制”，清代的“大清康熙年制”等，根据以上特征和信息来判断具体年代。

涉案的古陶瓷鉴定直接关系到国家的利益和法律的尊严。随着“脱玻化”技术的稳定发展，我们有理由相信，这项技术既可以在公安领域对涉案陶瓷进行准确的甄别认定，又可以规范古陶瓷市场，促进古陶瓷市场良性发展。

［1］ 尹军，安立平.试论文物案件特点及侦查思路［J］.河北公安警察职业学院学报，2004（4）.

［2］ 刘有延，罗荫权.热释光方法在古陶瓷鉴定中的应用［J］.物理，2006（5）.

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

［4］ 李卫民.陶瓷鉴定理论的方法论研究［J］.中国文物科学研究，2011（1）.

［5］ 肖韶荣，罗庆芳.光纤光泽度传感器［J］.光学精密工程，1997（3）.

［6］ 闫华文.一种医用光电检测前置放大电路设计［J］.电子产品世界，2014（2）.

［7］ 周征，陈瑞.电压输出型传感器高精度数字转换模块的研制［J］.自动化仪表，2010（4）.

责任编辑：刘洪波

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

王云飞（1990-），男，河北河间人，中国人民公安大学刑事科学技术学院硕士研究生；

蒋占卿（1965-），男，河南许昌人，中国人民公安大学刑事科学技术学院院长，教授，研究方向为刑事图像。