拉曼光譜儀檢測古董鑒定 發布日期：2021-04-16 09:28:23 文章來源：萊雷科技
拉曼光譜儀由于其高靈敏度、高分辨率和高準確度，在各種物質的鑒定中顯示出其優越性。目前，它被廣泛應用于文物的分析鑒定。本文主要介紹了近年來拉曼光譜在陶瓷基體和釉料研究中的應用，為今后的分析和研究提供參考。
陶瓷器的主要原料是粘土，它是一些巖石風化的產物。它由石英、長石、云母、高嶺土、方解石等礦物組成。其主要元素為硅、鐵、鈣、鉀、鋁、鈉、錳等，不同地區巖石中化學元素的損失不同，受不同或相同的環境和地質條件的影響，粘土的成分也有差異，在陶瓷燒成過程中，粘土中的大部分主要元素和微量元素不會發生明顯變化。因此，對古陶瓷的元素組成進行分析檢測，是確定器物來源、礦物材料來源、燒制工藝和燒制偏斜的重要手段。
1928年，C.V.拉曼實驗發現，當光通過透明介質時，分子散射光的頻率發生變化，這就是拉曼散射。當光照射物質時，會發生彈性散射和非彈性散射。彈性散射的散射光與激發光具有相同的波長。非彈性散射的散射光比激發的光波具有長而短的成分，稱為拉曼效應。拉曼光譜是一種基于拉曼效應的分子結構表征技術。它的信號源是分子的振動和旋轉。光譜的數目、位移值和能帶強度直接反映了分子的組成和構象信息。
拉曼光譜儀在化學、物理、生物學、醫學等領域有著廣泛的應用。它對純定性分析、高度定量分析和分子結構測定具有重要價值。拉曼光譜是一種能夠獲得材料分子信息的分析技術，用于文物分析。特別是拉曼光譜作為一種無損分析方法，可以應用于文物的原位分析。
除了分析瓷器釉中的元素外，拉曼光譜技術主要是利用激光束穿透釉面和瓷體來確定瓷器（1000~1200℃燒成）的年代，并通過拉曼散射效應分析釉料與瓷體之間的羥基含量，可能是特定的年齡。
原理：陶瓷（高溫瓷1000～1200℃）燒制過程中會發生一系列的物理化學反應，其中最重要的是釉料的脫水反應。瓷器本身的水分子完全蒸發了。在陶瓷表面的敷貼過程中，經過一百年的時間，瓷器會再次吸收空氣中的一種水分子（羥基）。年齡越大，羥基所含羥基含量越高，具體年齡可確定。因為新仿制的瓷器都是在窯爐里制作的，無論造假技術有多高端，即使能在瓷器外觀上留下歲月流逝的痕跡，也不可能造假一件瓷器的時間尺度。新的不能用，舊的不能新。
羥基是由氫原子和氧原子組成的一價離子基（-OH），即氫氧自由基。在這個詞中，左邊的羊代表氧，右邊的羊代表氫，“慶”的元音“Qi”和“陽”的元音“ang”一起發音。羥基在高溫下不穩定，但在常溫常壓下穩定。陶瓷釉中羥基含量與燒成時間成正比。羥基是鑒定古陶瓷真偽的定性和定量材料。羥基識別法的原理及優點
（1） 我們知道陶瓷在燒成過程中會發生一系列的物理化學變化。其中最重要的反應之一就是釉料的脫水。反應過程如下：1。2水從110到400其他礦物雜質被排出。三。400-450結構水開始排水。4排水在800-1000之間完成。由于中國古代陶瓷的燒成溫度在1200以上（除陶器外），現代仿制品的成瓷溫度也在1280左右。因此，從理論上可以知道瓷器燒成后釉中不存在結構水、離子水、吸附水等。我們對新燒制的陶瓷進行了大量的測試，測試結果與理論計算完全一致。
（2） 問題的關鍵在于，新仿制品與古代正品仿制品有本質區別。如果我們不能理解仿制品與真品的本質區別，就無法找到正確的鑒定方法。我們知道陶瓷的燒制過程是一個造巖過程或一個礦化過程。真品與仿制品有本質區別：原制品和仿制品的燒制過程在理論上是相對的，但真品在表面條件下有一個長期的風化和水化過程，而仿制品則沒有。在表面環境長期變化的過程中，不可能模仿真實的產品。也就是說，從理論上講，正品的本質是不能模仿的。（地表環境是指現存古陶瓷所處的環境，如收藏環境、傳世環境、埋藏環境、水下環境等）
（3）正品在表面環境中的化學反應。正品釉面在表面環境下會發生以下反應：Si-O-R+HOH>Si-OH+R+OH-Si-O-Si+OH-到Si-OH+Si-O-H+取代R+，然后在反應產物上方形成硅凝膠膜[Si（OH）4nH2O或SiO2xH2O]，既有羥基（強基），也有結構水。這是一個緩慢的反應。拉曼光譜法檢測和鑒定古羥基陶瓷真偽的依據和原理是，現代仿制品的成巖過程與古真瓷的成巖過程有本質區別，而時間是造成這種差異的根本原因，造假者無法跨越時間造成的鴻溝。古陶瓷因時間的推移而發生的物理化學變化，是造假者無法模仿的。基于此，拉曼光譜羥基識別方法的研究者將原始古陶瓷在表面環境中的化學反應生成的羥基作為古陶瓷鑒定的定性和定量物質。采用目前先進的激光拉曼光譜系統（Renishaw顯微拉曼光譜系統）做出準確、科學的鑒定結論
拉曼光譜儀檢測的關鍵點如下
1采用激光激發瓷釉，采集羥基的拉曼光譜信號；
2有效取樣位置應在瓷質完全被釉覆蓋的地方；
3它快速、無損、可重復。適用于各種高溫陶瓷。
