The main objective of this thesis is to develop a novel methodology to study heterogeneous materials: ancient ceramics.
To achieve this goal, we exploited a series of laboratory-based and synchrotron radiation-based tools to analyze the ancient ceramics at different scales (from nanometer to millimeter), thereby understanding the origin of the color variations of decors and the manufacture process.
First, the sample preparation should be taken into account elaborately. The information to understand the know-how of the objects not only exists in the surface but also in the depth, which need to become accessible by cross-section preparation or polishing the surface. However, the precious value of the ancient ceramic limits the possibility of sample preparation. Fortunately, one can readily find an equivalent one similar as the previous masterpieces. That is, the fragment was made by the similar manufacture including raw materials and firing process. In another aspect, the heterogeneity of the fragment requires to be analyzing at different scale by application of different instruments. Proper preparation (surface polishing, size, thickness, etc.) to meet the need of the instrument is also necessary.
Second, the combination of several instruments used for understanding the microstructure of the object is selected elaborately. On the one hand, taking into account of the advantage and limitation of different instruments, one tool can be complementary to others. For example, XANES analysis is sensitive to hercynite but not to magnetite. Reversely, Raman analysis is sensitive to magnetite but not to hercynite. Combination of both, one can study the main iron oxides exited in ancient ceramics. Besides, basic point analysis can provide the local information while 2D mapping analysis can present a whole aspect of the object. Integrating these techniques makes it possible to overall understand the ancient ceramics.
Finally, through the analysis of materials information, one can obtain the archaeological information, which is vital to understand the know-how and civilization of the society at that time. For example, this novel methodology has been successfully used to investigated two type of ceramics: 1) potteries with slip rich in iron including of Roman and Greek potteries and 2) porcelains made by cobalt materials including of the Chinese Ming and Yuan Qinghua porcelains. Besides, reciprocally, it can provide new insight to develop the investigating methods in material science.
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L'objectif principal de cette thèse est de développer une nouvelle méthodologie pour étudier céramiques anciennes.
Pour atteindre cet objectif, nous avons exploité une série d'outils à base en laboratoire et en synchrotron pour analyser les anciennes céramiques à différentes échelles (du nanomètre au millimètre), comprendre ainsi l'origine des variations de couleur des décors et le processus de fabrication.
Tout d'abord, la préparation d'échantillons doit être prise en compte minutieusement. Les informations pour comprendre le savoir-faire des objets existent non seulement dans la surface, mais aussi dans la profondeur, qui doivent être accessibles par la préparation. Toutefois, la valeur précieuse de la céramique ancienne limite la possibilité de préparation des échantillons. Heureusement, on peut facilement trouver un poste équivalent similaire aux précédents chefs-d'œuvre. Autrement dit, le fragment a été réalisé par la fabrication similaire, y compris les matières premières et le processus de cuisson. Dans un autre aspect, l'hétérogénéité du fragment a besoin d'être l'analyse à différentes échelles par application de différents instruments. Une bonne préparation (de polissage de surface, la taille, l'épaisseur, etc.) pour répondre aux besoins de l'instrument est également nécessaire.
En second lieu, la combinaison de plusieurs instruments utilisés pour la compréhension de la microstructure de l'objet est sélectionné minutieusement. D'une part, en tenant compte de l'avantage et la limitation des différents instruments, un seul outil peut être complémentaire à d'autres. Par exemple, l'analyse XANES est sensible à l’hercynite mais non à magnétite. Inversement, l'analyse Raman est sensible à la magnétite, mais pas à l’hercynite. Combinaison des deux, on peut étudier les principaux oxydes de fer abandonnées dans les céramiques anciennes. Par ailleurs, l'analyse des points de base peut fournir les informations locales tout en 2D analyse de la cartographie peut présenter tout un aspect de l'objet. L'intégration de ces techniques permet de comprendre l'ensemble, les céramiques anciennes.
Enfin, grâce à l'analyse des informations sur les matériaux, on peut obtenir l'information archéologique, ce qui est essentiel pour comprendre le savoir-faire et de la civilisation de la société à cette époque. Par exemple, cette nouvelle méthodologie a été utilisée avec succès pour une enquête de deux type de céramique: 1) potteries avec slip riche en fer, y compris des romains et des poteries grecques et 2) porcelaines faites par des matériaux de cobalt, y compris des porcelaines Ming chinois et Yuan Qinghua. D'ailleurs, réciproquement, il peut fournir un nouvel aperçu de développer les méthodes d'enquête en science des matériaux.
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