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藏品表面包浆的形成和原理分析

2015-02-01 09:23阅读：

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凡是搞收藏的人都知道“包浆”这个词，但是迄今为止对什么是包浆及其成因这个问题似乎还没有明确的科学的答案。
一、包浆的定义
从科学的角度来研究包浆的话，首先要给它下个定义，可以从以下几个方面来给包浆下定义。
1、包浆普遍存在于几乎所有的老旧收藏品上。铜器（包括青铜器、钱币、铜香炉等）、玉器、陶、瓷器、某些石材（如鸡血石、寿山石等）、木器、紫砂器、漆器、古书画、琉璃等等。
翡翠与钻石一则因为被人们使用的时间较短，另则由于其质地的特殊，所以没有人会从包浆的角度去判断翡翠的年代。其他许多宝石也是如此，大部分水晶也在此列。
2、由于各种收藏品的质地不一样，所以形成包浆的原因不一样，不同质地的收藏品上包浆呈现的表象也不一样。
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4、包浆不等于沁色、皮壳、抛光或其他非自然生成的物质。
5、包浆是经过化学反应形成的，生成于物件的表面，是一种实质性存在的物质，并与物件的表面成为不可分割的整体，除了连同表面一起毁损外不可能通过清洗等手段予以清除。
6、包浆改变了物件的表面光泽。
二、定义的阐述
老旧收藏品虽然门类众多，但可以大体分为两类，一类是同质体，一类是非同质体。
铜器、玉器、紫砂、寿山石、琉璃均属于同质体，就是只有一种物质组成。
陶、瓷器、木器、书画、漆器均属于非同质体。瓷器内胎和表面的釉是两种不同的物质。木器中的绝大部分表面有油漆、颜料、蜡等物质。书画是以纸或绢为载体，表面有颜料、油墨、油料、墨、朱砂等许多物质。漆器也是内外不同质地。
将收藏品分为两类，是为了更好、更正确地探究包浆的由来。以瓷器来说，研究瓷器上的包浆实际上是研究釉面上发生的变化，与内胎一般没有很大的关系。而玉器则不然，既要研究玉石本身的变化，还要研究玉石受沁、受染色后不同部位的包浆不同的成因和呈像。
存放环境要引入一个名词：地表环境。地表环境函括了墓葬、水下、室内（馆藏）、室外、传世。一般说来地表环境也可以理解为地球浅表环境。
墓葬环境属于地表环境。墓葬环境相对最复杂，有土埋、浸水，水银蒸汽、酸碱物侵蚀，颜料染色。也有西北地区的干坑和东南地区的湿坑之不同，不同地区日夜的温差也不相同。
以瓷器来说在土埋和水浸状态会产生土沁和水沁，同时土埋状态容易产生包浆。而水浸状态，尤其是深水下，水提供了一个封闭的环境，使瓷器表面反而变化少，以至于一些出水文物表现得很新。
举例来说，早年福建部分地区渔民从水下打捞到明代瓷器在大陆和台湾销售，就很有一部分收藏者不敢收，因为太新了，没有包浆的痕迹。
包浆与沁色和皮壳是不同的。包浆是物件表面天然起变化生成的物质，这种变化主要是化学反应（这一点下面会详细阐述）。而沁色是外来物质的侵入，皮壳则是人工添加的。同时包浆是有形的实在的物质，并不是虚无飘渺的感觉。
看图片：
藏品表面包浆的形成和原理分析

下面这件系馆藏红山文化玉龙，由于无法上手，所以不能很好的拍照，实质上如此强烈的玻璃光包浆一定非常厚实，再越是时代久远的包浆越成片，或全部盖满。
藏品表面包浆的形成和原理分析
某藏友所藏受沁不重的玉兽，头部可见包浆。
藏品表面包浆的形成和原理分析
紫砂壶上的包浆
藏品表面包浆的形成和原理分析
铜钱 辽代大泉五十铢上的包浆
藏品表面包浆的形成和原理分析
包浆在物件上起的作用，从外观上看最明显的是改变了物件原有的光泽。这种改变在不同的材质的物件上表现是不一样的。
玉器上包浆的存在使玉器表面的光泽得到加强，使玉器的光泽更明显。几乎所有的高古玉上都有包浆，因此许多高古玉上的光泽比新玉器还要强烈，被称之为“玻璃光”。
瓷器则不一样。瓷器刚烧成时就有光芒，很强烈，被称之为“贼光”，而老瓷器的光泽十分柔和，呈亚光状态，这就是瓷器上的包浆产生了作用。
许多刚出土的高古玉，比如红山文化中的玉器，从未经人盘玩过，但是光泽幽幽，在形成“玻璃光”后甚至于达到光可鉴人的地步。收藏玉器的行家认为这就是有包浆的结果。因此从这一点出发我认为可以否定掉包浆是人盘出来的这种论点，也可以一并否定掉包浆是人体的油脂形成的。
还有人将木器上蜡后再用布长时间擦后形成的光泽称之为包浆，这也是错误的。这是抛光后的表现，不是包浆的表现。
三、光泽产生的光学原理
那么为什么反射出柔和的光泽是包浆形成最明显的特征，而抛光形成光泽就不能简单地认为也是包浆的作用呢？这个简单得很，我举个例子，现代人常见的玻璃，都有反光或光泽，那么是不是这些玻璃上产生了包浆呢？显然不是。还有一样东西想必大家也知道即镜面不锈钢，即使是未曾镀铬的不锈钢在经过精加工抛光后可以像镜子一样照人，中国古代的铜镜可以照人也是这个原理。这些只说明了高度平整的物件有反光作用。
从光学原理来讲反光是一种折射，表面高度平整的物件形成的反射可以称之为全反射，而同一种材质表面毛糙未经抛光就不能反光，因为在其表面不能形成全反射，只能形成漫反射或散射。如玻璃打成碎粒了，大家看到的是一堆杂乱的绿色和白色。玻璃表面打毛了变成不透明的毛玻璃。这些都是光线在不同表面的反射变化。物件呈黑色不反光有两种原因，一种是物件表面的物质能吸收光线中的所有颜色，还有一种就是表面高度毛糙，而无法反射光线。这些都是最简单的光学原理。
抛光能使物件表面的缝隙变得非常细小，甚至于这些缝隙也被抛光膏等油脂填没，这样物件原本粗糙的表面变得非常平整了，所以原本黯淡无光的物件就变得有光泽了。而包浆所起的作用一方面与此类似，就是非常细腻的包浆将物件表面的缝隙全部填没了，使得物件表面更加平整了。但另一方面包浆如果确实是有形物质，那么光线在通过包浆时可能发生复杂的光学变化，这样光泽的变化就要复杂得多，或者得到加强，或者减弱。这种变化在后面讲包浆形成的原因时我会详细说明这一点。
四、包浆产生的化学基础
包浆是怎样形成的呢？前面已经提到过一句：包浆是物体表面产生化学变化而形成的。
物体的表面为什么会产生化学反应，除了环境作用外，主要是物体的本质决定的。从表面来看玉器和瓷器表面都是非常致密的，一般情况下在相当长的时间内几乎看不到它们有什么变化。说得透彻点，在一代人的时间内几乎看不到明显的变化。但是到底在不在变呢，答案是肯定的。
从化学的角度来看，所有的物质都是由分子组成，分子则是由原子组成，而原子则是由一个原子核和一层或多层以光速环绕原子核飞行的电子组成的。所以即使是固态的、表面看来一点不变的物质，实际上根本就是一大堆在高速运动的电子和原子核。在微观物理中科学家们看到的是一个高速活动的世界，尤其是在物质的表面不断发生着电子的逃逸和被虏获，而原子核也一直在发生不断的变化。现代科学发现高度惰性的物质其表面的电子和原子核都会发生溅射。以黄金为例，如果玉器和黄金长时间紧密存放在一起，玉器的表面可以发现黄金的微颗粒。所以物质的表面和内部并不是一成不变的，是一直在变化的。我们看到的致密的物质，在微观世界中则几乎是一张空洞的网。在一个分子振动的范围内，电子和原子核所占的空间小的不存比例。所以像中微子这样的高能粒子可以随心所欲毫无衰减地穿越所有的物质。这里讲的是物质发生变化的基础，而不同的物质变化不尽相同。
五、瓷器包浆形成的机理
下面切入正题,以瓷器为例研究包浆到底是什么东西，到底是如何形成的。
中国古陶瓷的烧造温度均在1200℃以上（除陶器外），现代瓷器的成瓷温度均在1280℃左右。因此如果选用与古瓷器同样的原材料、同样的配比、同样的烧制方法，从理论上可以认为仿古新瓷器与刚烧成时的古瓷器内部的结构应该基本一致。（当然现在要和几百年、上千年前完全一样几乎是不可能的，只能说是基本一样，这里存在的不一样所造成的误差如果不影响根本，那么就是可以参考的。）
根据上述观点监测现代仿古陶瓷烧制过程，可以检测到陶瓷在烧造过程中会发生一系列的物理和化学变化。其中比较重要的反应之一是釉料的脱水反应。现代科学实验得到的反应过程如下：
1、100~110℃吸附水开始排出。
2、110~400℃其它矿物杂质所带入的水排出。
3、400~450℃结构水开始排出。（结构水应是分子间存在的水分，还包括离子水）
4、800~1000℃时排水结束。
烧制结束后经检测，烧成的瓷器釉面中已不存在结构水、离子水、吸附水等。这种情形在古瓷器刚烧制成也应该相同。这个时候对瓷器的釉面进行检测，除了固态的、坚硬的、呈玻璃相的釉面外检测不到任何东西。这时候的瓷器表面光亮，糙手。
但是对存世已久的出土或馆藏的古瓷器的表面进行检测的话，发现均存在着一层薄膜，这层薄膜很薄，一般厚度均在微米级。运用现代科技中的拉曼激光法对这层薄膜进行研究，确认为硅凝胶薄膜，其方程式为[Si（OH）4 · nH2O或SiO2 · XH2O]，从方程式中可以看出该层薄膜中既有氢氧根（羟基）、也有结构水。而这是刚烧成的瓷器表面所没有的。通过对瓷器上釉料的分析，可以确定这层硅凝胶薄膜是釉面发生水解反应形成的。因为瓷器上的釉主要成分是二氧化硅，占到釉料中的70%左右，其次是三氧化二铝占15%左右。
地表环境中具备此种水解反应产生的必要条件，但这种反应是极其缓慢的，据某些资料介绍，在一千年的时间内，由此种水解反应生成的硅凝胶薄膜厚度在0.05毫米左右。在这层薄膜里胶体粒子及高分子呈立体网状结构连接，其结构空隙间充满了作为分散介质的液体。
这层硅凝胶薄膜实际上就是我们常说的瓷器上的包浆，以前无法合理解释的古瓷器釉面上存在的许多现象，现在都可以从硅凝胶的特性中得到合理的解释。
 这是现代科学的重大发现，但在现代科学没有发现这一点之前，有经验的收藏家实际上已经从上手的感觉上体会到这一点了。
有经验的收藏家得到一件瓷器，除了用眼睛看以外，还喜欢用手摸。
用眼睛看：除了看形、底、胎、釉、工以外主要是看光泽，老瓷器的光泽是柔和的亚光。
用手摸：1、摸润滑程度，老瓷器摸上去腻滑，绝无糙手感；2、摸有没有湿漉漉的水分感，老瓷器摸上去能清晰地感受到水分感，但这种水分感与瓷面上沾上水后抚摸的感觉不一样，即能感觉到却看不到。
这些感觉只有年代久远的老瓷器上有。经验丰富的行家光靠眼看手摸就能断出一件瓷器大致的年代。而这二种感觉行家认定就是包浆所给予的。现代科学的发现佐证了中国人千百年来用手摸出来的感觉是有依据的。现代科学确认了瓷器表面的变化和包浆的存在，瓷器表面的包浆就是硅凝胶。用眼和用手得到的感觉实际上就是硅凝胶产生的。在这里人的经验和现代科学形成了完美的交互佐证。
六、水解反应的机理
生成硅凝胶的釉面水解反应从瓷器一烧成就开始了。当瓷器暴露于空气中时，空气中的氧气和水分便与釉发生交互作用，起水解反应了。
氧气本身是一种相对稳定的物质，但在一定条件下（如日照紫外线强烈时），氧分子会分解成为单个氧原子，氧原子具有强烈的氧化能力。因此氧气提供了瓷器釉面水解反应的动力。
水分有较强的附着能力，同时水分又是空气中附带的酸碱微粒的溶剂，所以空气中的水分常带有酸碱性，酸碱不仅能腐蚀釉面，同样也是水解反应的主要动力。
墓葬状态，尤其是湿坑，非常潮湿，空气中水分很大，因此墓葬中出土的瓷器大都有较厚的包浆，直观的看就是老旧感特别重。
馆藏或家藏室内状态下虽然水分相对较少，但是空气的流动性好，含酸碱的水分不断得到补充。同时温差波动大，这同样加速了瓷器表面的侵蚀和水解反应。
水下及包装完好状态下的瓷器这种反应要小得多，甚至于基本停止。这就是为什么曾经发现的“库货”历经近三百年依然和新瓷器一样有贼光和糙手。
七、瓷器表面呈现亚光的光学原理
瓷器上的包浆即硅凝胶虽然非常薄，但已经足够改变瓷器表面的手感和光泽了。前面说到硅凝胶薄膜里的胶体粒子及高分子呈立体网状结构连接，其结构空隙间充满了作为分散介质的液体。原先在没有这层凝胶时，光照在瓷器上，瓷面直接反光，由于瓷面相当平整，所以反光强烈，即形成所谓的贼光。當瓷面覆盖了一层薄膜后，光线照在乳胶状的薄膜上时就如同遭遇到无数小孔的屏障，必然要发生折射，并被薄膜吸收掉部分。到达瓷面后再反射，反射光线同样要在薄膜中发生第二次折射，这样不仅降低了反射的力度，改变了反射的方向，同时改变了反射的方式。这样反射出来的光线不仅偏离了原先的射入点，而且弱化了，就形成了亚光状态。
光学将上述现象称之为衍射效应，衍射使得一切几何影界失去了明锐的边缘，这时候光的粒子性和波动性同时作用，产生了非常复杂的光学变化，在老瓷器上看到的亚光状态就是这种光学变化的结果。
八、瓷器上水感产生的原因
由于硅凝胶中含有大量结构水，但这种水分包裹在胶膜内，处于离子状态。当人用手去抚摸瓷器时，随着体温对瓷器表面的加热和手的挤压，硅凝胶内的水分会有少量渗出，因此手感有湿漉漉的感觉，这种现象科学上称为凝胶的离浆。又因为这层薄膜非常之薄，其中的水分又处于离子状态，并不是完全游离的，所以渗出的水分非常稀少。这就形成了摸上去时有感觉，但不能直观地观察到的现象。硅凝胶内渗出的水分随后又能从空气中得到补充。除非再次对瓷器进行加热到600度以上，硅凝胶层被破坏，这种水分才又全部失去。
九、瓷器上产生圆形光斑和蛤蜊光的原因
瓷器上的包浆即硅凝胶的呈像作用还能完美的解释古瓷器上常有的两种现象产生的机理，这两种现象就是：圆形光斑和蛤蜊光。
1、圆形光斑
我们可以观察到用集束光线照射老瓷器表面时，从侧面观察，会看到在光照点的旁侧会出现一个圆形光斑。越是古旧的瓷器所出现的圆形光斑越明显，构成园斑的线条越密集，偏离光照点也越远。
见图：
清雍正款铜胎珐琅彩碗底足内的光斑
藏品表面包浆的形成和原理分析
藏品表面包浆的形成和原理分析
藏品表面包浆的形成和原理分析
民国时期的瓷器上面的园斑线条稍微密一些，直线条划痕开始变得有规则。就这样往上推，明代的瓷器表面组成园斑的线条已经非常密集，而直线形划痕已经很少见，并与园斑性线条的方向越来越一致。
由于家用的和民国时期的瓷器上的圆形斑很淡，无法用照相来取得，因此只能做一张示意图来大致的说明一下：
藏品表面包浆的形成和原理分析

光学上有一个薄膜干涉原理，就是光线进入物件表面的薄膜时会发生等厚干涉，当这层薄膜不很平整时，可以观察到不规则的等厚干涉条纹，通常是一些不规则的同心环。这个原理很好的解释了古瓷器上圆形光斑形成的原理。所以认为瓷器表面出现圆形光斑就是老瓷器是有科学依据的。我们可以根据这一点作为鉴识瓷器的重要手段。
2、蛤蜊光
古瓷器上常常会出现蛤蜊光，其产生的原因也是因为硅凝胶包浆的存在。
日光是一种复合光，当日光照射在瓷器上时，被硅凝胶薄膜内部的球状结构分解成各种色光，并且成不同角度射出，这就是光学中的色散原理，所以观察者看到瓷器上真正的蛤蜊光一定是呈点状而不是片状出现的，这就是瓷器上出现蛤蜊光的光学原理。
关于瓷器的包浆问题已经讲的不少了，如果要细讲的的话可能要写一本书了，现在想总结一下：
1、老瓷器上确实存在着包浆；
2、瓷器上的包浆就是硅酸凝胶薄膜。
关于这个结论有些朋友可能要问这适用于所有的瓷器吗？
其实要回答的问题是中国各品种的瓷器釉面都是一样的吗？
回答是：中国所有的瓷器其釉面的主要成分是一样的，即二氧化硅。据科学分析中国烧制瓷器以来曾经使用过土釉、草木灰釉、石灰釉、长石釉等等，所有这些釉的主要成分都是二氧化硅，其中二氧化硅占总量的比例最低不低于50%，最高不高于70%，二氧化硅是釉内各大成分中唯一的酸基（除了个别釉中有少量的磷酸），其它各种成分都是碱性的（如三氧化二铝等）。
另外我还要附带说几句，虽然所有的瓷器釉面成分基本相似，但其中各种成分少许变动会使釉色发生变化，同时对硅凝胶薄膜形成的速度和厚度肯定也会有所影响，但这是属于精细分析的课题，恕我目前还没有这个能力来彻底解决。
其次釉面的厚度对釉面硅凝胶薄膜形成也有一定的影响。中国瓷器早期的越窑、邢窑、定窑、汝窑其釉面都是比较薄的，从钧窑、官窑开始变厚，哥窑和龙泉窑的釉面也是很厚的。自影青开始到元、明、清各朝的各种瓷器釉面的厚度开始变薄到相对来说比较折中了。这里有工艺的原因，也有色彩追求的原因。
还有一点单色釉瓷器如汝窑等，其虽然也有硅凝胶薄膜，也同样起着改变瓷器表面呈像的作用，但是由于其釉面较薄，釉色中的颜色影响，因此在汝、官、哥、龙泉等窑的瓷器中可以观察到色散产生的彩光，但是很不明显，即基本上看不到蛤蜊光。
陶瓷器经过热释光断定到代，报价合理，许诺100%确保成交，有藏品要出手的藏家可来电征询：18898742506.朱总监。Q Q 1294032208。400-833-9588
藏品表面包浆的形成和原理分析

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