耀州窑位于我国陕西省铜川市黄堡镇,历经唐、五代、宋、金、元和明代,烧造时间长达700余年,有中国“北方青瓷代表”之美誉。耀州窑青瓷,以五代天青瓷、宋代橄榄绿瓷和金代月白瓷为代表。其五代天青瓷具有“青如天,明如镜,薄如纸,声如罄”之特质;宋代橄榄绿青瓷“巧如范金,精比琢玉”,以刻、印花工艺而佳绝;金代月白釉瓷,釉如堆脂,温润如玉,雅清似月。耀州窑青瓷以其独特魅力,吸引着不同层次的古陶瓷研究者,在烧造工艺、化学组成分析、着色机理研究等方面取得了可喜成绩。本研究从材料物理与化学的角度结合色度学分析,重点对耀州窑青瓷的表观现象与微观结构进行研究,揭示其不同时期、不同釉色的异同性,建立了其青瓷“色度-组成-结构”之间的关联关系;同时,以色度学分析为基础,解析烧制温度、着色元素以及釉层厚度等因素与釉色之间的函数关系,从而为解析耀州窑青瓷的呈色、成瓷机理打下基础。本研究获得的进展如下:(1)采用X射线光电子能谱(XPS)与Raman光谱Ip等分析方法对五代天青瓷釉瓷进行了研究,结果显示:XPS谱线中Fe2+与Fe3+峰面积比较大,表明釉层内Fe2+离子含量高于Fe3+;Raman光谱Ip值比较高,加之釉层内含有少量的残余石英晶体,说明五代天青瓷是在强还原气氛和较高温度下烧制而成,因此釉色偏青蓝。研究发现,其黑胎天青瓷,胎内的铁钛固溶体和较高含量的莫来石,使得胎色较深,对入射光的吸收增强,从而降低了天青瓷的亮度(L*值);莫来石折射率与石英、方石英和玻璃相相差较大,从而增强了入射光的衍射和散射等,因此五代黑胎天青瓷的透光度、亮度等均低于白胎天青瓷。其次,天青瓷标本中TiO2、CaO、Fe2O3的含量波动范围较小,说明耀州窑五代黑胎天青瓷原料来源稳固,这也是其天青瓷釉色亮度L*、红绿值a*、黄蓝值b*变化较小的主因之一。(2)以光电子能谱与拉曼光谱对耀州窑宋代橄榄绿釉的研究发现,釉层中Fe2+与Fe3+离子含量比值较低,说明其烧制气氛应该为弱还原,因而釉色偏黄绿。同样,其Raman光谱Ip值较高,且差异较小,表明了橄榄绿青瓷烧制温度高,烧造技术稳定而成熟。宋代橄榄绿青瓷釉内晶体、气泡含量较少,致使釉层对入射光的散射较弱,且釉层内玻璃相含量较高,是釉层透光性强、透明度高的主要原因。(3)金代月白釉具有相对较厚的釉层。显微结构分析表明,其釉层内含有较多微晶体与小而密集的气泡。晶体和气泡的折射率与釉层玻璃相折射率的差异,造成了入射光线在釉层内传播时产生较强的散射,从而增加了釉层的乳浊度,减弱了 Fe离子的呈色效果。因此,虽然釉中氧化铁含量较高却呈色较浅,呈现出淡雅的月白色效果。(4)根据钙系釉判别系数计算结果得出,耀州窑宋代橄榄绿釉、五代天青釉和金代月白釉均属于钙釉系列。微观结构分析得出,五代天青釉和金代月白釉具有特殊的近程序分相结构,能够形成Bragg散射(非晶结构色),对外观呈色有一定贡献。但月白釉内密集而粗大的分相结构,主要贡献于乳浊性而非青色。微观结构结合化学元素分析研究表明,耀州窑青瓷釉中存在Fe元素的化学色和非晶结构色的共同作用。除此之外,青瓷胎釉之间存在明显的反应中间层,亦能够减弱釉层对入射光的吸收,提高釉面的L*值,且对颜色较深、颗粒较粗胎体具有较好的遮盖作用,增强了釉面色彩的纯净与柔和的美感。(5)通过对耀州窑五代天青瓷、宋代橄榄绿瓷和金代月白瓷呈色特征的对比分析,结合色度学、材料物理与化学分析以及实验室考证实验,建立了青瓷釉“色度-组成-结构”之间的关联关系模型,阐释了不同青瓷釉的呈色机理。利用色度学的L*、a*、b*等参数定量辨析青瓷釉表观形貌的相同点与不同之处,结合利用化学和物理结构分别对青瓷胎釉的化学组成与釉层内分相的分析,从着色离子呈色和结构色角度由外而内、系统全面地解析青瓷表观特征之根本。(6)利用青瓷釉色的三原色R、G、B分析值,纠正了传统耀州窑青瓷釉色命名的模糊性。同时,从色度学角度,探讨了在不同烧造气氛、窑炉类型、釉料配方等条件下烧制的青瓷,釉面呈色与烧制温度、Fe2O3含量以及釉层厚度之间的函数关系。研究表明,青瓷釉色与工艺因素和烧成参数以及化学组成之间存在非单一的梯度递变量函数关系。