[发明专利]一种基于元素分布和颜色光谱联用的多尺度非均质瓷釉无损检测方法

说明书

本发明涉及一种基于元素分布和颜色光谱联用的多尺度非均质瓷釉无损检测方法，包括：（1）采集非均质瓷釉中待测目标区域的元素分布信息，得到元素分布数据集；（2）采集非均质瓷釉中待测目标区域的角度分辨反射光谱信息，得到角度分辨反射光谱数据集；（3）匹配并分析非均质瓷釉待测目标区域的元素分布数据集和角度分辨反射光谱数据集。

技术领域

本发明涉及一种非均质瓷釉的无损检测方法，具体涉及一种基于元素分布和颜色光谱联用的多尺度非均质瓷釉的无损检测方法，属于陶瓷无损检测领域。

背景技术

中国古代瓷釉丰富多彩，除单色釉外，还由于表面析晶、窑变分相、彩绘、多层施釉、共混施釉等形成多种釉面装饰效果。此外，埋藏及流传过程中腐蚀的发生也会对瓷釉的呈色、成分、结构等方面造成不同程度的影响。因此，非均一性普遍存在于古代瓷釉之中。针对古代瓷釉的珍贵性与非均一性，如何在非破坏情况下，对非均质瓷釉微区、宏观等多尺度釉面进行科学表征是一项亟待解决的问题。

丰富的自然资源与优良的运输条件是古代窑场诞生及发展的重要因素。虽然古代制瓷技术存在一定程度上的交流，但是各窑场所生产的瓷釉仍然具有一定的地域特征。这一特征是由制瓷原料及烧造工艺的差异所导致的，反映于瓷釉的装饰效果。因此，如何建立化学成分、显微结构、制瓷工艺和呈色机理之间的关系，便成了本领域所要解决的技术问题。

发明内容

在前期研究过程中，本发明人发现对非均质瓷釉元素空间和颜色空间的科学表征及匹配模式的构建是探究早已失传的古代制瓷工艺的重要方法，对建立化学成分、显微结构、制瓷工艺和呈色机理之间的关系具有重要意义。同时，元素空间和颜色空间的匹配情况还可以指出埋藏过程中瓷釉由于腐蚀而导致的成分和结构变化，这对瓷釉腐蚀程度的评估具有重要意义。

因此，本发明人先利用能量色散X射线荧光光谱进行古代瓷釉的成分分析的多点平均测量。但是对于非均质瓷釉来说，这一方法无法全面表征非均质瓷釉复杂的元素空间特征。对于瓷釉的颜色分析，本发明人先利用相机进行颜色信息采集。但是，相机采集的颜色信息受到拍摄条件的影响，可重复性差。同时，利用相机采集的颜色信息虽然接近人眼的感知情况，但是，所呈现的颜色是可见光波段各波长反射率的综合体现，无法匹配瓷釉中着色离子对呈色的贡献。

针对以上非均质瓷釉检测中存在的问题，本发明人进一步提出了一种基于元素分布和颜色光谱联用的多尺度非均质瓷釉无损检测方法，以实现多尺度非均质瓷釉元素空间和颜色空间的科学表征与匹配模式的构建。

该非均质瓷釉的无损检测方法，具体包括：

(1)采集非均质瓷釉中待测目标区域的元素分布信息，得到元素分布数据集；

(2)采集非均质瓷釉中待测目标区域的角度分辨反射光谱信息，得到角度分辨反射光谱数据集；

(3)匹配并分析非均质瓷釉待测目标区域的元素分布数据集和角度分辨反射光谱数据集。

较佳的，在采集信息之前，将非均质瓷釉的釉面进行预处理。

又，较佳的，所述预处理包括：

(1)观察非均质瓷釉的釉面，选取微区代表性区域或宏观代表性区域作为待测目标区域；

(2)利用脱脂棉蘸取无水乙醇对非均质瓷釉的待测目标区域进行擦拭，并静置至干燥；

(3)利用记号笔标注待测目标区域。

较佳的，所述元素分布数据集的采集过程包括：

(1)根据待测样品尺寸和器型，选择配备大样品台的能量色散X射线荧光光谱仪或高精度可移动能量色散X射线荧光光谱仪作为元素分布信息采集设备；

(2)依照《古代陶瓷科技信息提取规范》系列标准，利用已知含量的标准样品，建立能量色散X射线荧光光谱仪的标准曲线；

(3)采集非均质瓷釉的待测目标区域的能量色散X射线荧光光谱数据；

(4)根据谱图标定元素种类，形成元素分布数据集。