古代陶瓷的科学断代与鉴定是随着现代仪器在考古学中的应用而发展起来的跨学科跨领域的研究,目前已经有热释光法、X射线荧光光谱法等方法获得了业内的肯定和应用。对于古陶瓷中的重要门类青花瓷来说,尽管围绕其元素组成建成了较为完善的标准器数据库作为鉴定的依据,但是对结构特征的研究还较为薄弱,限制了其在青花瓷断代和鉴定上的应用。本文以古代青花瓷的青花斑、次生物以及透明玻璃相三个方面为研究对象,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)等技术手段,从材料学研究角度出发,开展其结构特征与结构演变(老化)规律研究,为其在科学鉴定中的应用打下基础。(1)通过对明中后期青花斑的测试分析,并与文献中对明早期青花斑研究和对青花料组成的研究相结合,发现青花斑在明宣德前后有较大的差别:明宣德之前的青花瓷结晶斑在显微镜下是以树枝状磁铁矿晶体为主,明宣德之后的青花瓷结晶斑以针状簇钙长石晶体簇为主,时代结构特征鲜明,可以作为断代的重要依据。(2)通过对清代青花瓷样本进行测试分析,发现釉面裂纹和气泡中均存在着黄褐色的次生物。釉面裂纹中的次生物主要是来自外界物质的沉积,包括土壤环境中溶于水的铁离子、酸根离子、腐殖质以及少量粒径较小的粘土胶体,结构上呈滩型,无颗粒感,且与釉面键合良好,人为土壤矿物掩埋无法形成该形貌的次生物;气泡中次生物是釉中铁元素的氧化产物,颜色从浅黄色到深褐色,通过人工热处理加速氧化的釉面气泡中形成的次生物均为黑色。这种人为老化与自然老化下形成的次生物的差别可以作为釉面微结构科学鉴定的重要依据。(3)通过对实验仿制青花瓷样本进行水热和退火处理,探究了老化过程中釉面微观结构和分子结构的变化,并与古代青花瓷釉进行比对分析,反推了古代瓷片的老化状态。发现青花瓷釉在上百年存放过程中,影响釉面分子结构变化最明显的是水的侵蚀,釉结构中碱金属离子和碱土金属离子与吸附在釉面的水发生离子交换,形成富含单羟基或者多羟基基团的水化层,也就是所谓的“包浆”。而相比来说,釉面自发弛豫造成的结构变化可以忽略不计。利用红外光谱峰位与水侵蚀程度的关系可以进行青花瓷新老的初步断定。