热释光鉴定法是目前世界上公认古陶瓷绝对断代的方法【2】

TIME：2018/8/15 来源： 点击数：

热释光的微观机理

热释光的微观机理是很复杂的，通常均使用离子晶体缺陷模型来进行解释。显然这模型有一定的局限性，因为对古陶瓷热释光效应作出主要贡献的SiO并不是单纯的离子晶体。

由于硅和氧的电子亲和力不同，SiO2的4条Si—O键具有40%的离子性和60%的MC__KWOK共价性，但离子晶体缺陷模型仍可以给热释光一个定性的微观解释。

客观上离子晶体虽由正负离子晶格构成，但它并不呈完全理想的周期排列，而是存在各种类型的缺陷。最普遍的有，杂质原子的代位或填隙缺陷、局部位错或畸变等。但对热释光作出贡献的主要机理是，在核辐射的作用下，离子晶体的负离子离开正常的位置形成负离子空穴，使该位置成为电子的“陷阱”，当被核辐射激发到导带的电子扩散到“陷阱”附近时就会被吸引成为“俘获电子”，另一方面，核辐射电离形成的空穴也在价带中扩散，它可能被杂质离子所“俘获”，形成“释光中心”。“俘获电子”处于导带下的新能级，而空穴形成的“释光中心”则处于价带上的新能级，这两者都是亚稳态。它们的数量显然和样品历史上所经受的核辐射数量成比例。热释光就是上述电离的复合过程。

当取出的样品被加热时，晶格原子的热振动将变得剧烈，“俘获电子”从中获得离开“电子陷阱”的能量，重新在导带中自由扩散，当它扩散至空穴所在的“释光中心”与空穴离子复合时就发出所谓的“热释光”。显然，热释光的色及强度与陷阱能级深度及数量有关，如在样品加热升温的过程中连续地测量热释光的光强，就可得出一条温度—光强的热释光曲线。它是样品年龄计算的基本数据。图1中曲线a给出的是对一件明代瓷器实测的热释光曲线 ，它的热释光峰出现在300℃附近；曲线 b 是本底热辐射曲线。

热释光断代是需要对陶瓷器取样的，因此是一种有损检测方法。不同的检测机构取样的形状不同，一般为直径约3mm的圆柱形或边长约3mm 、深亦约3mm的三角锥形，如果取样适宜，应不会影响到陶瓷器的外观。

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