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我国是世界最早生产高温釉的国家，早在商代就有产品问世。高温釉的原料是富含钙元素的木灰和硅酸盐质黏土。随着技术的不断进步，高温釉技术在宋代达到了顶峰。科研人员发现，不同产地的黑釉瓷表层都存在很薄一层单相红棕色 -Fe2O3晶体，其尺寸普遍在微米量级。 -Fe2O3晶体是一种优质磁性材料，但是，对于这种在古代瓷釉中发现的大尺度、高纯度的晶体，现代人却长期未能找到高效的合成方法，只能在实验室中合成出纳米尺度的晶体。
近日，故宫博物院雷勇博士、北京大学马丁教授、中国科学院上海高等研究院魏向军研究员和牛津大学伍德教授等多位学者联合署名发表了《Uncovering the mystery of Al(III) doping of in the ancient high-iron black-brown glaze》一文，解开了 -Fe2O3晶体的合成之谜。这篇论文在线发表于陶瓷材料权威杂志《美国陶瓷学会会刊》（https://doi.org/10.1111/jace.19437）。
故宫博物院-上海光源联合实验室等研究人员在上海光源BL14W线站，通过EXAFS谱成功检测到了 -Fe2O3晶体中Fe-O键长的收缩及Fe-O和Fe-Fe精确的配位数，与理论计算的Al掺杂结果符合，证明了Al掺杂引起的晶格收缩降低了 -Fe2O3晶格形成能，促成了微米级 -Fe2O3晶体的生长。研究结果表明宋代人在高温釉制作过程中加入高铝黏土原料，使得铝进入到 -Fe2O3晶格中，有效地增加了这种亚稳态晶体的稳定性。结合通过对铝掺杂现象的解析，研究人员还原了古人的烧制工艺，并且找到了 -Fe2O3晶体的合成方法。该研究成果对于我国未来的文物保护，文物修复以及考古研究都提供了强有力的支持。
该研究得到了国家自然科学基金项目以及上海光源课题的支持。中国科技网于2023年9月21日做了报道。
（http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/202309/cd91995bd2284232af609eb32bc29ab2.shtml）
（部分内容摘自中国科技网）
