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钧瓷呈色的物理模型及应用

作　者: 杨高林
导　师: 孙洪巍
学　校: 郑州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 钧瓷釉散射着色离子物理模型反向计算
分类号: TQ174.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 133次
引　用: 3次
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内容摘要

本文通过对大量古钧瓷釉样本的显微结构和成份的分析，在系统总结国内外现有研究成果的基础上，建立了钧瓷釉呈色的物理模型。钧瓷的着色主要是由着色离子的吸收，分相小液滴和微小气泡的散射、不均匀大结构如大的析晶和大气泡的反射共同作用的结果。钧瓷呈色的物理模型为入射光首先在空气和釉的界面上被界面所反射，这次反射是白光。入射到釉中的光受到三种作用的影响，散射粒子的散射，着色离子的吸收和不均匀大结构的反射。其中前两者是着色的，后者反射全波段入射光，因而只影响色饱和度。散射和反射使一部分已着色的光改变方向，从表面出射。剩余的入射光最终到达釉和坯体的界面后被反射，再次在釉中穿行消弱后从外表面出射。对于钧瓷而言这部分是非常弱的。这些出射光对我们眼睛作用，使我们感受到了颜色。本文分别用米氏散射和瑞利散射对钧瓷内小气泡和分相液滴的散射进行模拟计算，以对比两种计算方法的差异。通过对比计算，解析了钧瓷乳光产生的机理。计算结果表明，对单个颗粒的散射而言，气泡的散射远远大于分相。气泡和分相的散射都是各向异性，并且波长越短，散射越强。但它们对短波选择的程度随粒子半径变化是不同的，小气泡是单调的，而分相液滴会有极值出现。通过对钧瓷釉着色的物理模型中各种因素的简化和量化，得到其数学模型，从而给出了计算钧瓷釉反射谱的公式，可以由钧釉的成份和内部结构计算出钧釉的颜色。运用最优化算法中的爬山模型，用计算机模拟的方式给出了反向计算的方法，这样就可以由钧瓷的反射谱和着色元素的含量来计算着色元素中不同价态的比以及散射和反射的情况。本文运用这一方法对一批蓝色系古钧瓷釉进行了分析，证明这批蓝色系钧瓷釉呈蓝色的主要原因之一是瓷釉中的二价铁对可见光的选择性吸收。这批瓷釉从反射谱可以明显的分为两类，月白系和碧蓝系，它们的差别主要在于三价钛离子浓度的差异。这批古钧釉样本中月白和天青两种釉颜色的差别在于色饱和度的不同，这种不同是由于月白釉更加不均匀，分相尺度更大，析晶以及残留晶体和大气泡等结构更多所致。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章概述  9-22
  1.1 钧瓷简介  9-10
    1.1.1 钧瓷的艺术特点  9-10
    1.1.2 钧瓷的历史  10
  1.2 瓷釉及釉的着色  10-18
    1.2.1 瓷釉的性质  11-15
    1.2.2 瓷釉的光学性能  15-16
    1.2.3 瓷釉的着色  16-18
  1.3 钧瓷的烧成工艺  18-21
    1.3.1 钧瓷的烧成工艺  18-19
    1.3.2 钧瓷的“窑变”以及由此产生的“乳光”  19-21
  1.4 课题的选择  21-22
第二章钧瓷釉呈色的物理模型  22-28
  2.1 试验  22
  2.2 分析  22-26
  2.3 模型  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章钧瓷釉中的散射  28-39
  3.1 折射率的计算  28-29
  3.2 瑞利散射与米氏散射的对比  29-34
  3.3 小气泡散射与孤立相散射的对比  34-38
  3.4 结论  38-39
第四章钧釉呈色机理的数学模型  39-46
  4.1 散射  39-41
  4.2 着色离子的吸收  41-43
  4.3 数学模型的建立  43-45
  4.4 结论  45-46
第五章反向计算  46-51
  5.1 爬山法模型  46-47
  5.2 计算结果  47-50
  5.3 本章小结  50-51
第六章应用  51-58
  6.1 试验  51-54
  6.2 计算  54-57
  6.3 结论  57-58
第七章结论  58-59
参考文献  59-62
附录 1  62-64
附录 2 反向计算程序的源代码  64-83
致谢  83-84
攻读学位期间发表的学术论文目录  84

钧瓷呈色的物理模型及应用

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