拉曼光谱仪检测古董鉴定 发布日期：2021-04-16 09:28:23    文章来源：莱雷科技

拉曼光谱仪由于其高灵敏度、高分辨率和高准确度，在各种物质的鉴定中显示出其优越性。目前，它被广泛应用于文物的分析鉴定。本文主要介绍了近年来拉曼光谱在陶瓷基体和釉料研究中的应用，为今后的分析和研究提供参考。

陶瓷器的主要原料是粘土，它是一些岩石风化的产物。它由石英、长石、云母、高岭土、方解石等矿物组成。其主要元素为硅、铁、钙、钾、铝、钠、锰等，不同地区岩石中化学元素的损失不同，受不同或相同的环境和地质条件的影响，粘土的成分也有差异，在陶瓷烧成过程中，粘土中的大部分主要元素和微量元素不会发生明显变化。因此，对古陶瓷的元素组成进行分析检测，是确定器物来源、矿物材料来源、烧制工艺和烧制偏斜的重要手段。

1928年，C.V.拉曼实验发现，当光通过透明介质时，分子散射光的频率发生变化，这就是拉曼散射。当光照射物质时，会发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的散射光与激发光具有相同的波长。非弹性散射的散射光比激发的光波具有长而短的成分，称为拉曼效应。拉曼光谱是一种基于拉曼效应的分子结构表征技术。它的信号源是分子的振动和旋转。光谱的数目、位移值和能带强度直接反映了分子的组成和构象信息。

拉曼光谱仪在化学、物理、生物学、医学等领域有着广泛的应用。它对纯定性分析、高度定量分析和分子结构测定具有重要价值。拉曼光谱是一种能够获得材料分子信息的分析技术，用于文物分析。特别是拉曼光谱作为一种无损分析方法，可以应用于文物的原位分析。

除了分析瓷器釉中的元素外，拉曼光谱技术主要是利用激光束穿透釉面和瓷体来确定瓷器（1000~1200℃烧成）的年代，并通过拉曼散射效应分析釉料与瓷体之间的羟基含量，可能是特定的年龄。

原理：陶瓷（高温瓷1000～1200℃）烧制过程中会发生一系列的物理化学反应，其中最重要的是釉料的脱水反应。瓷器本身的水分子完全蒸发了。在陶瓷表面的敷贴过程中，经过一百年的时间，瓷器会再次吸收空气中的一种水分子（羟基）。年龄越大，羟基所含羟基含量越高，具体年龄可确定。因为新仿制的瓷器都是在窑炉里制作的，无论造假技术有多高端，即使能在瓷器外观上留下岁月流逝的痕迹，也不可能造假一件瓷器的时间尺度。新的不能用，旧的不能新。

羟基是由氢原子和氧原子组成的一价离子基（-OH），即氢氧自由基。在这个词中，左边的羊代表氧，右边的羊代表氢，“庆”的元音“Qi”和“阳”的元音“ang”一起发音。羟基在高温下不稳定，但在常温常压下稳定。陶瓷釉中羟基含量与烧成时间成正比。羟基是鉴定古陶瓷真伪的定性和定量材料。羟基识别法的原理及优点

（1） 我们知道陶瓷在烧成过程中会发生一系列的物理化学变化。其中最重要的反应之一就是釉料的脱水。反应过程如下：1。2水从110到400其他矿物杂质被排出。三。400-450结构水开始排水。4排水在800-1000之间完成。由于中国古代陶瓷的烧成温度在1200以上（除陶器外），现代仿制品的成瓷温度也在1280左右。因此，从理论上可以知道瓷器烧成后釉中不存在结构水、离子水、吸附水等。我们对新烧制的陶瓷进行了大量的测试，测试结果与理论计算完全一致。

（2） 问题的关键在于，新仿制品与古代正品仿制品有本质区别。如果我们不能理解仿制品与真品的本质区别，就无法找到正确的鉴定方法。我们知道陶瓷的烧制过程是一个造岩过程或一个矿化过程。真品与仿制品有本质区别：原制品和仿制品的烧制过程在理论上是相对的，但真品在表面条件下有一个长期的风化和水化过程，而仿制品则没有。在表面环境长期变化的过程中，不可能模仿真实的产品。也就是说，从理论上讲，正品的本质是不能模仿的。（地表环境是指现存古陶瓷所处的环境，如收藏环境、传世环境、埋藏环境、水下环境等）

（3）正品在表面环境中的化学反应。正品釉面在表面环境下会发生以下反应：Si-O-R+HOH>Si-OH+R+OH-Si-O-Si+OH-到Si-OH+Si-O-H+取代R+，然后在反应产物上方形成硅凝胶膜[Si（OH）4nH2O或SiO2xH2O]，既有羟基（强基），也有结构水。这是一个缓慢的反应。拉曼光谱法检测和鉴定古羟基陶瓷真伪的依据和原理是，现代仿制品的成岩过程与古真瓷的成岩过程有本质区别，而时间是造成这种差异的根本原因，造假者无法跨越时间造成的鸿沟。古陶瓷因时间的推移而发生的物理化学变化，是造假者无法模仿的。基于此，拉曼光谱羟基识别方法的研究者将原始古陶瓷在表面环境中的化学反应生成的羟基作为古陶瓷鉴定的定性和定量物质。采用目前先进的激光拉曼光谱系统（Renishaw显微拉曼光谱系统）做出准确、科学的鉴定结论

拉曼光谱仪检测的关键点如下

1采用激光激发瓷釉，采集羟基的拉曼光谱信号；

2有效取样位置应在瓷质完全被釉覆盖的地方；

3它快速、无损、可重复。适用于各种高温陶瓷。