青花瓷选美记

邵松雪，沈海云

天津大学理学院化学系，化学化工国家级实验教学示范中心，天津 300354

1 自我介绍——青花瓷胎和釉的成分及作用

“下面让我们欢迎10号参赛选手上场。”在热烈的掌声中，我站上了华夏瑰宝选美大赛的舞台。平复好紧张的心情，我开始向观众做自我介绍。

“大家好，我叫青花瓷，又称白地青花瓷，大家常常亲切地称呼我青花。我的家乡是瓷都景德镇，‘如轻云宿墨，似春冷幽，浮梁瓷器白无瑕，巧借蓝色写青花’就是明代诗人周晋为赞美我而做的诗作[1]。早在一千多年前，我们瓷器家族就跋山涉水、远渡重洋，向世界传播中华文明。渐渐地，瓷器成为历史悠久的中国名片，瓷器家族也被称为‘china’，与祖国同名是我们的荣耀。作为‘瓷国明珠’，我们还活跃在国际文化交流的舞台上，不仅在西方油画作品中可以经常看见青花瓷的身影，我们还一度成为西方贵族的身份象征。今天我来到这个舞台，希望通过自己的展示，能让更多的朋友了解瓷器家族，喜欢青花瓷。谢谢大家。”

“我们这位选手身材高挑紧致，清秀素雅，气质独特，令人赏心悦目。有什么修炼秘诀吗？”主持人打趣地问道。

“这与我们的体质，独特的身体组成有关。”

“那你们身体组成上有什么特别的呢？”主持人追问道。

“我们以家乡的‘瓷石+高岭土’为物质来源塑造身体。瓷石是一种天然的营养品，富含石英、长石、绢云母和高岭石等多种矿物质。它几乎含有瓷胎制作过程中需要的所有化学物质，包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等，其中二氧化硅的含量不低于70%……”没等我说完，观众席传来观众甲的一声惊叹，“原来青花瓷身体的主要组成也是二氧化硅啊。”

“看来这位观众朋友对二氧化硅很了解，能给大家科普一下吗？”主持人将话筒递了过去。

观众甲也是非常珍惜这次表现机会，快速地接过话筒：“天然的二氧化硅在地球上储量巨大，约占地壳的12%呢，是一种非常重要的化合物。在自然界中，有结晶形和无定形两种存在形态，像水晶、玛瑙、沙子等就是结晶二氧化硅，蛋白石、硅藻土则是无定形的二氧化硅。虽然硅与碳性质相似，它们的氧化物性质却天差地别。二氧化硅晶体是由硅氧四面体通过共价键构成的原子晶体，具有立体网状结构(图1)，性质稳定，质地坚硬，因此应用十分广泛，是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业部件、光学仪器、耐火材料的重要原料。”

图1 二氧化硅结构及存在形态

话音刚落，观众乙迫不及待地问道：“据我所知，有些食品中也添加二氧化硅。吃了这么坚硬的东西不会对身体产生影响吗？”

看着他满脸的疑惑，观众甲耐心地解答：“二氧化硅通常只是以抗结剂的身份存在于蛋粉、奶粉、可可粉、固体饮料、调味料等食品中，通过包裹食品粉粒以及吸收空气中的水分达到抗结块的目的，含量都很低。如果正常摄入，还有助于关节和软骨损伤的恢复，有益于血管壁健康呢；过量摄入肯定存在副作用，如果长期大量吸入二氧化硅粉尘，会引发硅肺病。”

“看来二氧化硅的应用的确很广泛。你们身体中二氧化硅的含量这么高，身体应该非常坚固啊。”主持人看着我说道。

“是的，二氧化硅在我们身体里以游离态的形式构成了瓷胎的骨架，对塑造坚实细致的身体确实发挥着重要作用。但是我们瓷器一族要想成功由丑小鸭变成白天鹅，还要承受住成长过程中的高温考验而不变形，那么高岭土的作用也是不可小觑的。高岭土中含量较高的氧化铝在高温条件下与二氧化硅发生复杂的物理化学反应(图2)，经历脱水、分解和结晶过程，生成硬度高、化学稳定性良好的针网状莫来石。氧化铝如同人体骨骼中的钙，含量越高，胎体强度就越大[2]。”

图2 SiO2与Al2O3受热变化过程

听到我的回答，主持人假扮一脸无奈道：“爱美之心人皆有之，怎奈保持身材的过程太痛苦了，当然像你这样天生身材好的人可能永远感受不到。”台下观众也向我投来羡慕的目光。

此时，一个雄厚的声音从评委席传来：“你知道‘瓷石+高岭土’这个配方的由来吗？”

我面露难色，不好意思地摇了摇头。

只见一位满头白发的长者捋着胡须，缓缓开口：“这位选手可能年纪比较小，对家族历史了解得还不太全面。他们的先祖啊是来自巩县窑的唐青花。那时候，瓷石是他们塑造身体的唯一物质。随着家族发展壮大，瓷石矿的上层优质资源逐渐枯竭，下层瓷石中氧化铝含量下降，因此青花家族中好多先辈难以承受烈火的考验，出现了塑型难的问题。好在青花家族不畏艰难，元朝时在景德镇以东的高岭山上找到了以高岭石为主要矿物组成的粘土——高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)。这种层状硅酸盐矿物中氧化铝含量高达35%。经过不断实践发现，在瓷石中引入高岭土可以显著提高胎体耐火度，这样一来就有了‘瓷石+高岭土’的二元配方。这个配方的创立使得青花一族实现了从软质瓷向硬质瓷的华丽转身，减少了变形的发生，身形才变得恢弘大气起来[3]。自此，元青花横空出世，享誉海内外。在此后的岁月里，青花家族一直不断创新，到了明清时代，已经能够独步天下了。”

“我还有很多东西需要学习。”听了专家的讲解，我诚恳地回答。

“除了身材完美，青花瓷的皮肤也是令人羡慕，能传授一下你的保养秘诀吗？”主持人满眼期待地看向我。

“在护肤方面，我一直沿用家族古老的配方，涂抹在身体表面经高温烧制形成一个像玻璃一样的保护层，我们称之为釉。”

主持人：“那这个古老配方的组成是什么呢？”

“传统上我们就地取材，由釉灰和釉果构成釉料。釉果的组成与我们塑造身体的原料大体差不多，釉灰的主要成分是碳酸钙(CaCO3)，它的制作需要经过一系列的化学反应(图3)。”

图3 釉灰制作中的化学反应

“首先将开采的石灰石高温煅烧成生石灰(CaO)，再向其中加水消解生成熟石灰(Ca(OH)2)，最后与狼尾巴草叠加煨烧，利用生成的二氧化碳将熟石灰变成碳酸钙(CaCO3)。可别小看了这釉灰，古人有‘无灰不成釉’的说法呢。”

“釉灰是有什么特殊作用吗？”

“釉灰将钙的氧化物引入釉中充当助熔剂，助熔剂金属离子可以进入二氧化硅的Si-O四面体结构中，使原有结构不再完全紧密，同时释放出来的游离氧也有助于降低釉熔体的熔融温度。高温下釉可以完全熔融为液体，在表面张力作用下均匀覆盖我的每一寸肌肤。冷却后，釉便凝固附着在身体上了。这个护肤方法不仅能美化我们的肤质，还能保护我们的容颜不受岁月的侵蚀呢[4]。”

“配方里釉果、釉灰的配比是什么呢，方便透漏吗？”

“没有什么可以保密的。只是配方中的配比也不是一成不变的，我们还要考虑成长过程中的烧制温度、对肤色要求等进行调节。”看着大家期盼的眼神，我继续解释着。

“这样看来，变美也是一门学问。下一个环节你要给大家带来什么才艺展示呢？”

“今天我要和我的兄弟姐妹给大家带来一场具有家族特色的青花秀，希望大家能够喜欢。”

“那我们就用掌声欢迎青花瓷带来的精彩表演。”

2 才艺展示——青花料的来源、呈色机理和现代合成方法

灯光骤灭，“素胚勾勒出青花笔锋浓转淡，瓶身描绘的牡丹一如你初装，……”极具中国风的《青花瓷》背景音乐缓缓响起，优柔委婉。我身披薄纱，踏着一束光，优雅地走向舞台中央，轻盈转身，向观众展示身体上精致的蓝色图案，蓝白相间，白的纯洁，蓝的宁静，散发着浓郁的东方韵味。随后，我的兄弟姐妹也上台为我助演，我们身上的青花纹饰不论是龙凤呈祥、年年有余，还是花开富贵、多子多福，总能和我们多变的身材完美结合，相得益彰(图4)。

图4 风采各异的青花瓷

雷鸣般的掌声中响起主持人的声音：“真的非常震撼，非常精彩。青花瓷的表演不仅将他们身上清逸隽雅、与众不同的气质表现得淋漓尽致，还展现出他们家族丰富的历史底蕴。可能青花瓷给大家的第一印象就是蓝色，但你细细品味会发现这并不是一种单一纯粹的蓝色，不同的色调展现出不同的意境，不可不谓神奇。”主持人情不自禁地流露出赞美之意。“为什么青花的呈色如此多样呢？”主持人紧接着问道。

“说到我们呈色，还要从青花的由来说起。自我们还是胎儿时，长辈们就用青花料在我们身体上绘出纹饰，然后涂上透明釉，经高温烧制就有了我们的青花。所以青花的发色与我们的身体肤质、制备工艺等因素有关，更取决于青花料的本质，可以说没有青花料就没有我们青花瓷。”我娓娓道来。“青花料是以天然钴土矿为来源，经过淘洗、装钵、煅烧、拣选、研乳等工艺而制得，其中CoO是呈色剂[5]，钴离子的含量和配位情况直接影响着青花料的色调和着色强度。Co2+最外层的d轨道上含有7个电子，处于未填满状态，在晶体配位场的影响下，d轨道发生了能级分裂。当电子在不同轨道间跃迁时会吸收不同波长的可见光，因此呈现出不同的颜色[6]。除了钴元素，钴土矿中的铁和锰两种着色元素对青花的呈色也有显著的影响。铁元素与钴元素的比例升高，呈色会由明蓝色调逐渐转变为暗蓝色，并且伴随生成灰黑色的‘铁锈斑痕’(Fe3O4)；锰元素与钴元素的比例升高将呈现灰青色[7]。历年来，我们使用的青花料产地不同，其矿物组成和化学成分上存在差异，青花的呈色因此就各具特色，这是每个时代赋予我们的独特魅力，也是判断年龄的主要依据呢。”

“的确，台上每位演员都独具特色，看来青花料里的学问也有很多哦。难得有机会见到这么多俊男美女，我们欢迎他们给我们讲讲他们使用的青花料好不好？”

“好……”热烈的掌声已经将观众们的回答淹没。

一番商量后，一位身材婀娜的姐姐(明永乐四季花卉纹扁壶)接过话筒：“我所使用的青花料是来自波斯的进口料苏泥勃青。在组成上，氧化钴与氧化锰的含量相近，氧化铁的含量很高，是一种低锰高铁型的青花料。所以大家看我身上的纹饰色泽浓重，青翠艳丽。只不过……”姐姐轻轻叹了口气，面带遗憾地继续说道：“只不过氧化铁含量太高了，氧气不足的还原气氛中，氧化铁被还原成Fe3O4，在我身上留下不少银黑色的结晶斑，皮肤也凹凸不平的。”

看着姐姐有些伤感，我赶紧补充：“其实自元朝时我们家族就引入了这种青花料，并且成功地将这种‘波斯蓝’与中国‘瓷’完美融合，即使这些黑斑是一些小遗憾，那也开创了一代中国人的审美先河，我们家族也因此一跃成为景德镇四大名瓷家族之首。明代永乐时期，郑和在下西洋时从波斯地区带回了大量的苏泥勃青，使得宣德年间青花瓷的制作登上了一个新的高峰。”听到自己的美貌被认可，姐姐脸上又露出了甜甜的微笑。

“那我们有没有国产的青花料呢？”没等主持人说完，一个憨厚的声音传来：“国产料的品种更加丰富，主要分布在江西、浙江和云南等地。你们看我呈色淡雅清亮，用的就是国产料平等青，这是明代成化到嘉靖时期主要使用的颜料。”只见憨态可掬的大哥(明成化青花九秋图盖罐)接过话筒，依旧不停地介绍着：“我的弟弟妹妹也用的国产料，这个用的是浙料、那个用的是石子青……值得一提的是珠明料，它是经过煅烧工艺提炼的，氧化钴含量得到提高，锰铁含量相应降低，发色明丽、纯正，被世人称赞呢[8]。总体来说，国产料含锰量高、含铁量低，与进口料有着显著的差异，属于高锰低铁型青花料，色泽青蓝偏灰或淡蓝色，给人以清新淡雅的享受[9]。”

“既然青花料的品质取决于矿产资源，如果优质的钴土矿使用枯竭，青花的传奇该怎么延续呢？”主持人追问。

我解释道：“其实现在已经面临着优质钴土矿资源匮乏的问题，所以现在的青花料大多是人工合成的。当前陶瓷蓝色料主要使用的是尖晶石型的钴蓝色料铝酸钴(CoAl2O4)。单位晶胞中含有64个四面体空间和32个八面体空间，其中Co2+填充在四面体空隙中，Al3+填充于八面体空隙中，Co-O、Al-O之间都是作用力很强的离子键，静电强度相等，各项受力均匀，呈现出完美的立方晶型，结构稳定[10](图5)。它具有出色的热稳定性和化学稳定性，能够满足其他蓝色颜料不能满足的苛刻要求，是世界上最耐候、耐光、耐热、耐化学品的蓝色颜料。对于这种钴蓝色料，我还是十分看好的。”

图5 钴蓝色料

“原来已经找到可以替代的合成青花料啦，那这种钴蓝色料是怎么制备的呢？”主持人好奇地问道。

“随着钴蓝色料应用越来越广泛，它的合成方法也不断创新，主要有固相法、液相法和气相法三类[11]。”我如数家珍地一一道来。

“固相法是传统的合成方法，将钴的氧化物和铝的氧化物(或是两者的氢氧化物及高温下能分解的盐类)按一定比例混合、研磨、高温煅烧得到这种颜料粉体。液相法包括溶胶-凝胶法、液相沉淀法、沉淀-共沸蒸馏法、微乳液法、结晶分解法和水解法等。气相法需要在较高温度下使原料以气态形式经过化学反应或直接达到过饱和状态，凝聚得到纳米材料。众多合成方法中，固相法反应温度高、时间长、能耗高，与我们倡导的绿色低碳环保理念相违背，后两种方法制备复杂、成本高，难以实现工业化应用，所以我们在探索钴蓝色料绿色合成方法上仍需不断努力[12]。”我详细地解释着。

听完我的解释，主持人总结道：“通过青花瓷的介绍，我们能够看出青花瓷家族是在坚持传承与创新中成长壮大的。希望你们继续努力，为青花瓷家族创造新的辉煌。下面我们进入此次比赛的最后一个自我展示环节——即兴问答，准备好了吗？”

“准备好了！”我满怀信心地回答。

3 即兴问答——青花瓷的鉴定方法

只见一位年长的评委清了清嗓子，严肃地开口提问：“众所周知，青花家族中一些长者的艺术造诣和文化底蕴非常深厚，享誉中外，因此有些人出于商业目的恶意冒充而牟利。那么就请选手现场鉴定一件元代青花瓷的真伪。”

礼仪小姐将一件折枝花卉纹的爵杯向我展示，我小心翼翼地拿在手中，抚摸着并仔细观察各个细节，脑海中快速地进行辨别。稍作片刻，我自信地开始回答：“通过观察，我判断这件瓷器应该是现代工艺仿品。”

话音刚落，评委继续问道：“你是怎么做出判断的？”

“每件青花瓷都带有独特的时代印记。刚才我通过眼看、手摸，对瓷器的胎、釉、色料、器型、纹饰、款识等进行了鉴别，除此还可以耳听、鼻闻。这是传统经验鉴定方法，也就是我们常说的‘眼学’[13]。”

“可是我看这件青花瓷很旧，应该历史很久远了，怎么会是现代仿品呢？”一位观众满脸疑惑地小声嘟囔。

“你可能不了解，现在的做旧手段越来越高明，光泽、水锈、土锈都能通过化学方法做出来[14]。”另一位观众很在行地解释着。

这时，一个大学生样子的少年站起身提出质疑：“凭借经验进行判断可靠吗？这种鉴定方法也不是没有真假错判过。”

“由于瓷器鉴定过程非常复杂，人的认知也是有限的，所以传统经验鉴定还是存在一定局限性的。但是我们可以以‘眼学’为基础，辅以现代科学技术手段。”看着大学生充满求知的眼神，我详细地介绍起来：“现在主要有年代测定与成分分析两类‘科鉴’方法。‘热释光分析法’是通过测量瓷器体内辐射能量从而计算烧成时间的年代测定方法[15]。这种方法需要在瓷器身上取样分析。相比之下，‘元素成分分析法’可以实现无损检测，利用拉曼光谱、X荧光光谱等技术分析瓷器中的化学成分，例如釉质配比、元素的种类和含量等，经与标准样本数据库对比就可以判断年代了。传统经验鉴定与科技鉴定好比中西医诊断，手段不同但目标一致，我们应将两者有效结合，达到优势互补。”

“感谢青花瓷带来的精彩表现。接下来请大家欣赏选手们带来的时装秀表演，随后我们将揭晓此次大赛的获奖名单。”

4 发表感言——传扬工匠精神

“最激动人心的时刻即将到来，我们的冠军荣誉究竟花落谁家呢？我听到观众朋友对她的呼声很高啊，她就是10号选手青花瓷，她用美貌与智慧征服了在场的每一位，下面我们有请青花瓷发表获奖感言。”

手捧沉甸甸的奖杯，站在麦克风前，听着耳畔传来的热烈掌声，我心中无比激动：“能够获得这个荣誉，我要感谢评委和观众朋友们对我的认可，感谢一路上给予我关心与帮助的家人和朋友。借助这个舞台，我更要感谢我们家族的伯乐——陶瓷工匠。我们每一件青花瓷的出世都要历经炼泥做坯、修坯补水、荡里釉、画坯混水、上外釉、烧窑开窑等几十道工序，分工明确且技艺要求高。他们凭着对瓷器坚持与执著的心，在创造过程中不断融入自我的灵魂，追求着道器合一的至高境界，才使得我们从平凡无奇的泥土变身为独一无二的工艺品，拥有了自己独特的生命价值。一代又一代的工匠们，不畏失败，大胆尝试，不断创新，不断攀登，才将青花瓷工艺一步步推向新高，创造了元青花、宣德青花、康熙青花……一个又一个的传奇。今天，冠军这个荣誉对我来说是最好的鼓励，我会再接再厉，为优秀民族文化的发扬与传播贡献自己的力量。最后再次谢谢大家的支持。” 热烈的掌声中，我深深地鞠躬致谢。

主持人总结道：“陶瓷工匠展现出来的坚守与执著、精益求精、追求创新的品质正是工匠精神的内涵所在，是几千年来劳动人民的智慧结晶，是中华民族的宝贵财富。尤其在工业高度发展的时代，工匠精神在我国经济发展方式转型和产业结构升级、产品品质提升等方面发挥着更为重要的作用，值得所有人继承与发扬[16]。”

“现在我宣布，此次选美大赛圆满结束。感谢各位嘉宾评委莅临指导，感谢观众朋友们的关注与支持，感谢参赛选手的精彩表演。我们明年再相聚。”