琉璃瓦是一种低温铅釉建筑材料,其胎的烧成温度一般在1000℃左右,釉的烧成温度一般在800——880℃,烧成温度相对较低。在宋代以来相当长的时间内,琉璃建材代表着皇帝的权威,大量的琉璃建材被用在皇家的建筑上。琉璃瓦作为一种施铅釉的陶瓷建筑材料,不仅能够增加建筑物的美感,在性能上也比普通的瓦要稳定,硬度高,可防腐蚀。近年来,随着我国对文化遗产保护力度的加大,大批的古建筑得以修缮保护,由此,对其建筑材料琉璃瓦的研究也吸引了众多学者的关注。如北京故宫、南京大报恩寺等建筑的琉璃瓦已经被学者广泛研究。凤阳明中都是“明初三都”之一,在城市规划史和建筑技术史上具有重要的价值,但其建筑材料至今未有系统之研究。2015年,为配合凤阳明中都皇故城国家考古遗址公园的建设,详细了解明中都的布局规划、建筑工艺、兴废过程等,安徽省文物考古研究所启动对明中都遗址科学、系统、持续的考古发掘工作,考古过程中出土了大量琉璃瓦,为明代初期琉璃瓦工艺研究提供了丰富的资料。我国琉璃制作工艺在自宋元成熟期向明清全盛期过渡的过程中,明代初年是一个关键阶段,该时期琉璃瓦的烧制工艺在继承宋元时期工艺技术的基础上发展而来,明代时已经出现了黄、绿、红、紫、赭、酱、蓝、黑、白等多种釉色,基本满足了各类不同建筑的需要,也为明清官式建筑琉璃瓦的出现奠定了基础。然而,迄今为止尚未见有对这一阶段琉璃瓦制作工艺进行研究的报道。探析明中都琉璃瓦的制作工艺对了解明初琉璃瓦的烧制水平有着重要意义,本文尝试对明中都琉璃瓦进行科技分析,以探讨其工艺及原料的来源等问题。论文首先对琉璃和琉璃瓦进行了概念界定、概述了琉璃瓦的起源、发展历程以及目前的研究现状,简要介绍了本论文的选题背景、选题意义、创新点及实验方案等。并对本文样品涉及的五处遗址进行简要介绍,主要梳理了明中都、南京明故宫和大报恩寺的兴废历程及出土琉璃瓦的情况,介绍了当涂琉璃窑、乔涧子琉璃窑的调查、取样情况。随后本文对明中都出土的琉璃瓦展开四个层面的研究:1、通过分析其物理性能、烧成温度、化学组成、显微结构等,探讨了明中都琉璃瓦的胎体工艺,并与乔涧子琉璃窑、当涂琉璃窑、明故宫、大报恩寺等琉璃瓦样品进行化学组成对比,揭示其工艺的异同。2、利用分光光度仪、X射线荧光光谱、偏光显微镜等仪器设备对明中都琉璃瓦釉层(黄釉、红釉、酱釉、绿釉、孔雀蓝釉)的色度及化学组成、显微结构进行分析,结合史料中记载的釉料配方,对明中都琉璃瓦的釉料展开探讨。3、运用ICP-MS对明中都琉璃瓦胎体进行了微量元素分析,并创新的运用了 Pb同位素技术对琉璃瓦的釉料来源进行了初步探讨。结合当涂、乔涧子、明故宫、大报恩寺等琉璃瓦样品数据,运用多元统计方法和稀土元素标准配分模式对胎体的微量元素数据进行了分析。4、首次对明初三大都城(北京、南京、凤阳)宫殿的建筑黄釉琉璃瓦胎釉的化学组成进行了比较研究。通过上述分析研究,主要得出以下结论:1、明中都琉璃瓦样品的胎体在吸水率、显气孔率、烧成温度、物相组成等方面具有差异性,由多元统计分析结果显示,明中都琉璃瓦胎体的化学组成具有明显的分散性,说明其工艺方面具有差异,而在分散的几个区域,又出现相对较为集中的现象,说明集中区域的琉璃瓦的化学组成和烧制工艺是一致的,不同区域的烧制工艺存在差异。2、通过色度数值可以将红、黄等肉眼不易区别的釉色分辨出来。3、琉璃瓦的釉层是一种低温铅釉,PbO的含量一般在50%以上,有的甚至更高,但研究发现孔雀蓝釉中Pb0的含量显著低于其他色釉,仅为30%左右,且与其他几种釉色的Pb0-Si02-A1203的三元体系不同,孔雀蓝釉是K20-Pb0-Si02的高碱釉体系。4、明中都琉璃瓦的微量元素和主次元素基本吻合,都比较分散,暗示明中都的琉璃瓦来源于多个产地。利用飞秒激光剥蚀电感耦合等离子体发射光谱对明中都琉璃瓦的釉料进行了铅同位素比值分析,分析结果表明明中都琉璃瓦釉料的来源相对较为集中,也说明了明洪武初期琉璃瓦釉料的来源存在严格规定。结合朱炳权等人对一些铅矿山中方铅石中铅同位素的研究发现,明中都琉璃瓦的釉料和湖南、广东、广西中一些方铅矿的铅同位素比值较为接近,基本上来自长江流域和中国的南部地区。5、通过对“明初三都”中最高规格的黄色琉璃瓦的胎、釉工艺比较,显示在胎体的工艺方面,南京和凤阳的样品存在着连续性和继承性,两者与北京的样品存在明显不同;釉料方面,北京故宫神武门琉璃瓦样品黄釉中Pb0和Si02的配比明显低于南京、凤阳二地,凤阳的最高、南京的仅次于凤阳。本文通过对明中都遗址出土琉璃瓦进行综合的科技分析研究,不仅揭示出了其胎釉的结构特征和烧制工艺,还为“明初三都”琉璃建材的深入比较奠定了基础,并为进一步探索明初三都营建的材料来源、工程组织管理方式等提供了科学依据。