故宫博物院雷勇博士、北京大学马丁教授、中科院上海高等研究院魏向军教授和牛津大学伍德教授等多位学者日前联合署名发表了《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》，揭示了铝掺杂对于稳定富铁黑釉中ε-Fe2O3晶体的重要作用，并指出银兔毫釉ε-Fe2O3中具有尺寸统一、产率高、取向性好的晶体结构特点，而这些特点是通过古代工匠利用精准的反应气氛与烧制技术控制实现的。该论文日前在线发表于《美国陶瓷学会会刊》。

　　马丁介绍，中国温带/带地区生长的植物，在化学成分上与西方文明重要发源地近东地域（环境炎热干旱并且遍布盐碱地区）有明显差异。前者钙含量更高，用来制作陶瓷釉时，需要的烧制温度更高，这也是成就中国古代陶瓷釉的重要特点之一。中国高温陶瓷釉的另一个重要特点是以粘土为原料（西方古代主要采用石英作原料），因此铝的含量更高。这种特别的硅酸盐原料和助熔剂，促成烧制过程中形成高铝、高钙、高温的独特化学合成体系，也帮助中国古代工匠在1000年前，在这种高温反应体系中合成了ε-Fe2O3。

　　世界最早的高温釉产生在中国商代，随着技术不断进步，高温釉技术在宋代达到顶峰，其代表之一是，在不同产地黑釉瓷的表层都存在很薄一层单相红棕色ε-Fe2O3晶体b体育app，其尺寸普遍在微米量级。但现代的合成方法很难合成和重现这种古代瓷釉中呈现的大尺度、高纯度的晶体。ε-Fe2O3晶体作为一种优质磁性材料，实验室中还只能合成出纳米尺度。为了能够充分解释这种合成机理b体育登陆，科研人员结合多种纳米材料表征方法和理论计算，分析研究宋代建窑出产的兔毫茶盏制作工艺。研究发现，由于宋代高温釉制作过程中加入高铝粘土原料，导致铝进入到ε-Fe2O3晶格中，有效地增加了该亚稳态晶体（ε-Fe2O3）的稳定性。这种对粘土导致铝掺杂现象的解析，结合古老却又高效的烧制工艺解释，为ε-Fe2O3的合成提供了新的反应路径。

　　这篇文章研究的对象兔毫茶盏是宋代非常流行的独特产品。研究发现通过对烧制过程的熟练控制，获得了、金色、银色的条纹。这种针对兔毫釉的研究非常具有科学意义，研究揭示了古代工匠如何通过熟练掌握烧制工艺，控制这种晶体的尺寸、形状和取向，以呈现不同的色彩效果。

　　中国古代高温瓷釉的合成体系是个尚未系统清楚解析的化学体系，不断会有特殊晶体的发现和确认，特别是这些晶体独特的合成机理深入解释，会对现代材料新合成路径开发提供重要帮助。