瓷青纸是我国古代一种名贵的加工纸, 瓷青纸文物存世稀少往往是博物馆的馆藏珍品。 关于瓷青纸相关材料与工艺的文献记载甚少, 对其开展的科技研究工作鲜见, 对其材料组成及制作工艺缺乏系统认知, 难以对瓷青纸文物进行科学的保护、 修复、 复制等工作。 为进一步加深对瓷青纸的认识, 利用视频显微镜、 拉曼光谱仪、 扫描电镜-能谱仪、 赫氏染色法纤维分析等技术对一件明代瓷青纸文物样品进行制作材料及工艺分析。 研究结果表明: 通过拉曼光谱分析, 对比该瓷青纸文物样品纸张染料跟靛蓝的拉曼峰位, 两者的峰位较为匹配, 而在1 570~1 701 cm-1范围内为CC键和CO键和N—H键共轭体系的伸缩振动, 是靛系染料分子特有的特征吸收峰, 而样品纸张染料在1 570 cm-1出现的强拉曼峰符合靛蓝的拉曼光谱特征, 因此可以确定为靛蓝, 这也与中国历史悠久的种植蓝草、 提取靛蓝作为染料的情况相一致; 通过扫描电镜-能谱分析, 纸张主要元素如S、 Ca、 Al、 Si、 Mg应来源于填料或涂料, 纸张经过了加填以及涂布处理以达到改善纸张不透明度、 透气度、 光泽度的目的, 同时也排除了样品蓝色染料为蓝铜矿、 青金石以及天然群青等蓝色矿物颜料的可能性; 通过赫氏染色法纤维分析, 纸张样品纤维特征为纤维壁上有横节纹、 纤维外壁上有胶质膜、 纤维中有少量草酸钙晶体、 纤维上有较多的黄色无定形蜡状物, 表明纸张纤维与构皮、 桑皮等皮类纤维接近, 瓷青纸的基纸应属于皮纸, 皮纸纤维强度较高, 在染色过程中不易水解导致纸张破损。 该瓷青纸文物样品的制作材料与工艺可以概括为: 将靛蓝染料在经过加填以及涂布处理的皮纸上进行单面染色后上下叠合制成。 通过该研究能够加深对明代瓷青纸造纸材料与工艺的认识, 同时为瓷青纸文物的研究、 保护、 修复、 复制等提供依据。

为防止激光清洗瓷质绝缘子过程中基底发生损伤, 开展激光辐照下瓷质绝缘子损伤试验。采用1 064 nm脉冲激光辐照于瓷质绝缘子表面, 探究不同能量密度、脉冲个数以及不同辐照时间下瓷质绝缘子的损伤规律, 并对瓷质绝缘子表面开展振镜扫描试验, 利用图像法确定瓷质绝缘子的激光损伤阈值。试验结果表明, 激光定点辐照下, 随着激光能量密度的提高、脉冲数的增加、辐照时间的增加, 绝缘子表面坑洞直径逐渐增大, 最后趋于定值, 约为聚焦光斑直径的1.3倍; 减小扫描速度, 损伤形貌由斑点状变化至条纹状, 粗糙度随能量密度的增大、速度的减小而增大; 基于图像法的瓷质绝缘子损伤判据, 得到损伤能量密度阈值。

瓷器文物补全时使用的复合材料被称为补配材料，目前常用于瓷器文物修复的补配材料普遍存在耐老化性能差和力学性能不足的问题。3MTM实心陶瓷微球是一款球形陶瓷材料，具有硬度高、白度高和耐腐蚀等特点，能够有效增强材料的耐老化性能和力学性能。本文以三款市售的陶瓷微球(W-210、W-410和W-610)为研究对象，以常用瓷器补配材料碳酸钙作为对照组，在强紫外光辐照老化、弱紫外光辐照老化、湿热干冷交替老化和未老化四种试验条件下，对试样进行抗折测试、抗拉测试、抗冲击测试、硬度测试、色差测试和光泽度测试。结果表明，3MTM实心陶瓷微球的耐老化性能和力学性能均优于碳酸钙，其中陶瓷微球W-410的耐老化性能和力学性能最优。与碳酸钙对照组相比，试验组力学性能综合提升25%~30%，耐老化性能综合提升50%，可作为新型补配材料应用于瓷器修复。

以方解石、高岭土、氧化铝等为主要原料，长石、烧滑石和白云石作为助熔剂制备钙长石质日用瓷，探究不同助熔剂及其用量对钙长石质日用瓷性能的影响。结果表明，当单一长石作为助熔剂时，其助熔效果较差，且长石添加量过多会导致试样抗弯强度显著降低。当烧滑石与长石复合作为助熔剂时，烧滑石添加量较少时助熔效果不明显；当烧滑石添加量提高至4%(质量分数)时，试样吸水率显著降低，抗弯强度明显提高。当白云石和长石复合作为助熔剂时助熔效果较好，且随着白云石添加量的提高，试样抗弯强度先增大后减小，当添加量为6%（质量分数）时试样综合性能较优，其吸水率为0.27%，抗弯强度为101 MPa，同时具有良好的透光性。

在配方和原料一定的情况下，高铝瓷的组成、结构与性能在很大程度上取决于烧成制度。本文系统研究了高铝瓷物相组成、微观结构和力学性能随烧成温度的变化，并分析了原因。结果表明，随着烧成温度从1 160 ℃升高到1 310 ℃，瓷件中发生熔解的刚玉和石英颗粒增加，内部刚玉相含量从3785%（质量分数，下同）下降到3502%，石英相含量从760%下降到194%，熔解的刚玉和部分石英以莫来石形式析出，瓷件内部莫来石含量从749%升高到1141%。随着烧成温度从1 160 ℃升高到1 280 ℃，瓷件内部玻璃相含量从4706%提高到5163%，瓷件真气孔率从1250%下降到559%，但是当烧成温度达到1 310 ℃时，瓷件过烧，内部真气孔率增加到699%。当烧成温度为1 160 ℃时，瓷件生烧，存在开口气孔，瓷件弯曲强度仅151 MPa；当烧成温度增加到1 190 ℃，弯曲强度达最大值181 MPa；随着烧成温度继续升高到1 310 ℃，瓷件内部总晶相含量从5294%下降到4837%，瓷件内部起弥散增强作用的晶相颗粒减少，瓷件强度从181 MPa逐渐降至158 MPa。这些研究结果对优化高铝瓷的配方、烧成制度及材料性能都有重要的参考意义。

近几年市场上最新出现了一类“加瓷”绿松石, 与绿松石原矿极为相似, 这类“加瓷”绿松石是使用无机结合剂磷酸盐或硅酸盐作为添加物, 对绿松石进行充填处理从而达到提高绿松石瓷度的目的, 故以“加瓷”绿松石而得名。 这类“加瓷”绿松石与天然绿松石的外观极为相似, 目前对此类型绿松石的研究比较薄弱。 使用常规宝石学仪器、 红外光谱仪、 X射线荧光光谱仪、 紫外-可见分光光度计、 荧光光谱仪对经磷酸盐“加瓷”处理的绿松石的化学成分组成特征以及振动光谱特征进行了系统的研究和分析。 研究结果显示: 经磷酸盐“加瓷”处理的绿松石均为隐晶质结构, 表面多呈蜡状-玻璃光泽, 有黑色或白色团块状色斑, 分布有铁线, “加瓷”处理后绿松石的相对密度平均值(2.38)小于具有相似外观的天然绿松石(2.60)； 荧光整体呈惰性, 但部分“加瓷”处理的绿松石在紫外荧光灯下会出现蓝白色荧光沿样品表面微裂隙分布的异常现象； 使用X射线荧光(XRF)光谱仪对样品的成分进行测试分析, 磷酸盐“加瓷”处理绿松石的主要化学成分偏离天然绿松石理论化学成分值, ω(Al2O3)在20.91%～39.45%之间, ω(P2O5)在42.32%～53.46%之间, ω(CuO)在6.54%～11.38%之间, ω(FeOT)在0.43%～22.2%之间, ω(SiO2)在0.28%～4.52%之间, ω(K2O)在0.05%～0.36%之间； 磷酸盐“加瓷”处理绿松石的磷铝比为1.47～2.10, 这一数值相比天然绿松石普遍较高； 磷酸盐“加瓷”处理绿松石红外吸收光谱主要显示为结晶水、 羟基水及磷酸根基团的振动光谱, 振动频率与天然绿松石红外光谱基本一致； 紫外-可见光谱表明磷酸盐“加瓷”处理绿松石的谱峰的位置相对于天然绿松石图谱稍有偏移但整体趋势一致； 三维荧光光谱仪检测结果荧光较微弱, 荧光中心强度变化范围较大。

“铁锈斑”, 是青花瓷线条色彩浓重处凝聚成的黑色、 褐色或带有金属锡光的斑点。 作为早期青花瓷器一种典型的鉴定特征, 长久以来被认为与使用高铁低锰的进口钴料有关。 多年来虽有零星报道, 但受到亚微级晶体尺寸、 釉熔体不均一性以及元素掺杂、 晶体偏析等因素影响, 其形态及结构并未得到充分研究, 从而导致“铁锈斑”呈色机理不明, 其作为进口钴料鉴定标准的观点也遭到质疑。 结合前人研究, 发现拉曼光谱与扫描电镜能谱仪在古陶瓷微晶结构解析方面极具优势, 为系统阐明“铁锈斑”成分结构特征与呈色机理, 使用超景深三维视频显微镜、 扫描电镜与能谱仪(SEM-EDS)、 拉曼光谱仪(Raman)对五件景德镇御窑永宣时期青花瓷器样品中“铁锈斑”处晶体的显微形貌与结构进行解析, 并利用激光剥蚀电感耦合等离子体发射光谱(LA-ICP-AES)分别测试样品白釉区域、 蓝彩区域与“铁锈斑”区域的成分。 显微观察结果表明, 不同样品“铁锈斑”区域析晶形态及分布的多样性是造成“铁锈斑”呈现众多视感的主要原因, 且同一斑点的析晶区域内伴生有多种形态的晶体。 显微结构表明, 永乐时期“铁锈斑”枝晶主要以CoFe2O4-Fe3O4固溶体为主, 宣德时期“铁锈斑”的晶体则以掺杂了Mg2+和Co2+的MnFe2O4-Mn3O4固溶体为主, 并伴生有网状钙长石析晶。 结果表明, 使用进口钴料或国产钴料烧制的青花瓷器上均可形成“铁锈斑”, 由于其形成的主要晶体均属于立方晶系反尖晶石结构, 在宏观形态上具有一定相似性, 因而造成了以往对“铁锈斑”认知的误解。 该研究实现了对明代永宣时期御窑青花瓷“铁锈斑”显微结构与成分特征的解析, 凸显了拉曼光谱与扫描电镜能谱联用在古陶瓷复杂微晶结构解析方面的应用前景, 首次揭示了“锡光”物理结构色呈色机理, 为景德镇御窑青花瓷器的鉴定提供一定科学依据。

以福建龙岩高岭土、安徽钾长石、江西星子石英为陶瓷主要原料, 添加适量的硅酸锆为增强相, 研究了硅酸锆引入量、烧成温度、保温时间等因素对日用陶瓷性能的影响, 探究了硅酸锆颗粒弥散分布对日用陶瓷的强化机理。结果表明: 当引入硅酸锆含量为 6% (质量分数 ), 烧成温度为 1 300℃、保温时间为 30 min时, 强化效果最好, 抗弯强度从基础配方的(58±6) MPa提升至(106±11) MPa, 提升幅度为 83%。硅酸锆颗粒弥散分布在基体内部, 由于其与基体热膨胀系数的差异, 冷却过程中在基体内部产生径向压应力与切向张应力, 使裂纹在颗粒处钉扎, 从而提高了陶瓷强度。