Colouration characteristics and mechanisms of Kangxi-period underglaze copper-red porcelain
本研究采用先进的分析技术对20件康熙时期釉下铜红瓷器标本进行了表征，揭示了其鲜艳的色调源于弱还原气氛，其中铜的相对价态比（Cu⁰, Cu⁺, Cu²⁺）以及硫和砷的存在决定了用于呈现红色调的 Cu₂O 微晶以及用于呈现绿点的富 Cu²⁺ 相分离液滴的形成。
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几个世纪以来，中国匠人精通了以火绘色的艺术，将平凡的粘土转化为美得令人窒息的器皿。在他们最卓越的成就中，便是釉下铜红瓷——这是一种将含铜颜料绘于胎体之上，覆盖一层透明釉后进行窑烧的技术。其中的挑战在于铜本身的化学特性。受热时，铜是一位反复无常的艺术家；其最终呈现的颜色完全取决于窑内的气氛和精确的温度。如果条件稍有偏差，画师预期的鲜艳红色就会消失，转变为暗淡的灰色、浑浊的黑色，甚至是一片绿色。这种敏感性使得完美的红瓷成为一种稀有且珍贵的财富，尤其是在清代康熙时期，当时的工匠通过达到一种控制水平，生产出了色彩鲜艳且稳定的色调。然而，尽管他们技艺精湛，为何有些作品呈现出完美的红色，而另一些则出现了绿斑或变暗，其背后的精确微观原因却一直是一个隐藏在釉层之下的谜团。
景德镇陶瓷大学的一个研究小组通过对二十块康熙时期铜红瓷碎片的研究，揭开了这个谜团。他们没有依赖历史性的推测，而是使用一套现代科学工具直接观察材料。通过分析红色区域和不理想的绿斑的化学成分，并观察玻璃质釉层内的微小结构，他们发现了创造这种颜色的特定条件。他们的研究表明，灿烂的宝石红与瑕疵绿斑之间的区别不仅仅是运气问题，而是铜的化学状态、微观颗粒大小以及微量杂质存在之间的一种精确平衡。
研究人员首先对比了这些作品中亮红区域与绿斑的化学组成。他们发现，虽然釉料的基本成分相似，但绿斑中含有显著更高含量的氧化铜、钙和铁。在强力显微镜下，这些绿色区域展现出一种独特的结构：只有十到二十纳米大小的微小球形液滴，这是液态釉料分裂成两种不同相态的结果。这种分离将铜困在了一种吸收光线方式不同的形态中，从而产生了绿色。研究证实，这种绿色源于处于特定化学状态（即 Cu2+）而非被完全转化的铜离子。这些斑点中钙的存在起到了类似屏障的作用，减缓了铜离子的移动并阻止了其充分反应，而铁则有助于创造使釉料分裂成这些微小液滴的条件。
相比之下，成功作品中的鲜艳红色来自于另一种形式的铜。研究人员发现，红色的色调主要是由氧化亚铜的微观晶体产生的，在这种化合物中，铜以一种略微不同的化学状态存在。在最红的标本中，这些晶体极其微小且均匀。研究还发现，在某些区域，纯金属铜的微小颗粒与这些晶体共存，增加了色彩的深度。颗粒的大小至关重要：如果它们太大，红色会变得暗淡；如果太小，则可能不显色。最成功的作品（如编号为 QYLH-4 的一件）含有大量这种细小且尺寸均匀的颗粒，从而呈现出纯净、浓郁的红色。
控制这种微妙平衡的关键在于窑炉气氛。对不同标本中铜化学状态的分析表明，窑炉是在弱还原气氛下烧制的，这意味着氧气含量有限。这种特定的环境至关重要。它允许铜转化为产生红色的形态，而不至于变成产生绿色的形态，或坍塌成黑色的金属状态。当还原作用过强时，铜会变成金属颗粒，使釉面看起来呈黑红色。当某些部位还原不足，或者局部积累了过多的氧化铜时，铜就会保持在产生绿色的状态。研究人员还注意到，原材料中天然存在的微量硫和砷也发挥了微妙但重要的作用。这些元素影响了铜晶体的形状和生长，有助于决定最终呈现的是明亮的红色还是较暗、较沉闷的色调。
最终，这项研究表明，康熙时期铜红瓷所呈现出的绚丽色彩，是颜料的化学组成、釉层的微观结构以及对烧制过程精确控制之间复杂相互作用的结果。绿斑并非仅仅是随机的错误，而是由于局部化学失衡导致铜无法被完全还原。而灿烂的红色则是通过一个经过精细调控的环境，促使形成了特定的、微小的铜晶体。通过绘制出这些机制，研究人员为古代陶工如何实现如此高超的技艺提供了清晰的科学解释——即将铜的易变本质转化为一种稳定且持久的艺术形式。
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