我国科学家发现古代高温釉中一种亚稳态晶体的合成方法

科技日报记者 孙明源 

我国是世界最早生产高温釉的国家，早在商代就有产品问世。高温釉的原料是富含钙元素的木灰和硅酸盐质黏土。随着技术的不断进步，高温釉技术在宋代达到了顶峰。科研人员发现，不同产地的黑釉瓷表层都存在很薄一层单相红棕色ε-Fe₂O₃晶体，其尺寸普遍在微米量级。ε-Fe₂O₃晶体是一种优质磁性材料，但是，对于这种在古代瓷釉中发现的大尺度、高纯度的晶体，现代人却长期未能找到高效的合成方法，只能在实验室中合成出纳米尺度的晶体。

近日，故宫博物院雷勇博士、北京大学教授马丁、中国科学院上海高等研究院教授魏向军和牛津大学教授伍德等多位学者联合署名的一篇论文——《揭秘（中国）古代富铁黑釉中ε-Fe₂O₃晶体稳定存在的秘密——铝掺杂技术》解开了这种晶体的合成之谜。这篇论文在线发表于有百年历史的陶瓷材料权威杂志《美国陶瓷学会会刊》上。

科研人员结合多种纳米材料表征方法，外加理论计算，分析研究了宋代建窑出产的兔毫茶盏制作工艺。研究发现，宋代人在高温釉制作过程中加入高铝黏土原料，使得铝进入到ε-Fe₂O₃晶格中，有效地增加了这种亚稳态晶体的稳定性。通过对铝掺杂现象的解析，科研人员还原了古人的烧制工艺，并且找到了ε-Fe₂O₃晶体的合成方法。

论文发表截图