第32卷，第4期 2012年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.32,No.4,pp1111-1113
April,2012
天然矿物合成“中国紫”过程中的变温XRD分析
陈茜1，秦颖1，李小莉2
230026
1.中国科学技术大学科技史与科技考古系，安徽合肥 2.中国科学技术大学苏州研究院，江苏苏州215123
摘要·以天然矿物为原料，结合中国紫的分子式及多数考古样品的分析结果进行配料（如或多或少都含有铅），对配制并加工好的试样进行热重-差热及变温XRD分析，以探讨古代烧制中国紫颜料时的原料选用及烧制条件等问题，为揭示诸如中国紫产生在中国的原因等间题提供依据。结果表明利用毒重石(BaCO,)配
料，能够较容易地烧制出中国紫，这意味着中国紫的出现可能与这种独特的含锁矿物资源有关。关键词中国紫；毒重石；变温XRD；热重-差热分析
中图分类号：O657.3：TQ622.2
引言
文献标识码：A
作为世界科技史中独树一帜的文明成就，自“中国紫（汉紫)"被揭示以来，尤其秦佣彩绘上这种神秘紫色颜料的使用，引起人们的广泛兴趣（24，春秋战国时期的费昂斯珠等硅酸盐烧结体或玻璃涂层中也不断发现早期中国紫或中国蓝的身影。国外一些学者对“中国紫(汉紫)”晶体结构做了大量研究，部分学者也采用化学剂进行了模拟合成的实验")，然而，对于为什么只有古代中国产生中国紫，以及烧制中国紫(包括中国蓝)采用的是何种矿物原料等问题还没有学者深入研究。
钡以硫酸锁(BaSO,)形式存在的重晶石矿产资源分布很普遍，儿乎遍布世界各地。然而，以碳酸锁(BaCO,)形式存在的毒重石矿床资源分布却十分有限。国外仅有英国Set tlingstones(20世纪60年代发现，但规模小，已开采枯竭）、土库曼斯坦Karakala等地有毒重石资源。而在中国南秦岭—大巴山一带有丰富的毒重石的矿产资源。目前，在该成矿带中已发现毒重石及毒重石与重晶石矿共生矿（点)40 余处，是现今世界上唯一的大型毒重石成矿带，且就分布在地表85]
经反复试验表明，在古代的技术条件下，直接利用重晶石(BaSO,)几乎不能烧制出中国紫。本工作以中国独特的毒重石矿为基本原料，根据中国紫组成，并参考考古样品实际分析结果（多数样品都或多或少含铅），探讨合成中国紫的原
收稿日期：2011-09-16，修订日期：2011-12-08
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2012)04-111103
料配方及烧制条件，为揭示中国紫为什么产生在中国等问题提供依据。
1实验部分 1.1材料
中国紫的分子式为BaCuSizO，也可以写作BaO， CuO·2SiO，以此为依据，首先将毒重石（BaCO,）矿在950 C下缎烧12h，取所得产物，与黑铜矿（CuO)、石英砂(SiO,)按大致摩尔比1：1：2的配方，研磨混合均匀（编号 t）。取部分t；样品加人10%(重量百分比)的铅黄(PbO)研
磨混合均匀(编号t）。 1.2热重-差热分析
实验在中国科技大学理化中心进行，仪器采用日本岛津公司的DTG-60H型同步热重-差热分析仪，氮气保护气，流速为50mL·min-1，升温速率为10℃·min-1，温度范围从25～1400℃。所得t，和t:的热重-差热分析曲线，如图1 和图2。
1.3变温XRD分析
为了了解在高温加热情况下热重-差热分析过程中的物相转变情况，我们对t进行加热，同时进行XRD跟踪观察。该分析过程在中国科技大学理化中心进行，实验所用仪器为 PHILIPS公司生产的配备高温装置，可在常温至1000C温度范围内，对样品进行边加热边检测的6-9扫描（立式测角仪)密封陶瓷X射线管全自动衔射仪，X光源为CuKa辐射，
基金项目：国家文物局2011年文化遗产保护科学和技术研究课题（(20110108)资助
作者简介：陈茜，女，1986年生，中国科学技术大学科技考古与文物保护硕士研究生
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