Хань фиолетовый и хань синий - Han purple and Han blue

Деталь фрески из гробницы Восточной Хань возле Лоян, Хэнань показывая пару Любо игроки, содержащие как ханьский синий, так и ханьский фиолетовый пигменты

Хан фиолетовый и Хан синий (также называемый Китайский фиолетовый и Китайский синий) синтетические барий медь силикат пигменты разработан в Китай и использовались в древнем и императорском Китае с Западная Чжоу период (1045–771 гг. до н.э.) до конца Династия Хан (около 220 г. н.э.).

Цвет

Азурит был единственным натуральным синим пигментом, который использовался в раннем Китае. Ранний Китай, кажется, не использовал натуральный пурпурный пигмент и был первым, кто разработал синтетический.[1]

Хан синий в чистом виде, как следует из названия, является синим.

Хан пурпур в чистом виде на самом деле темно-синий, что близко к электрический индиго. Это фиолетовый в том, как этот термин используется в разговорный английский, т.е. это цвет между красный и синий. Однако это не фиолетовый цвет в том смысле, в котором этот термин используется в теория цвета, т.е. неспектральный цвет между красный и фиолетовый на «фиолетовой линии» на Диаграмма цветности CIE. Возможно, наиболее точным обозначением цвета было бы назвать его «Хан индиго», хотя его также можно рассматривать как яркий оттенок ультрамарин (классифицируя ультрамарин как цвет, а не пигмент).

Фиолетовый цвет, наблюдаемый в образцах пурпурного цвета Хан, создается за счет присутствия красного оксид меди (I) (Cu2O), который образуется при разложении пурпурного хана (красный и синий образуют пурпурный).[2] Разложение пурпурного хана с образованием оксида меди (I) происходит следующим образом:[3]

3 БАКУСИ2О6 → BaCuSi4О10 + 2 BaSiO3 + 2 CuO

Выше 1050 ° C CuO оксид меди (II) распадается на оксид меди (I):[3]

4 CuO → 2 Cu2О + О2

Химия

И пурпурный, и синий - это силикаты меди и бария (содержащие барий, медь, кремний, и кислород ). Однако они различаются по своей формуле, структуре и химическим свойствам.

Химическая формула и молекулярная структура

Хан фиолетовый

Хан фиолетовый имеет химическая формула BaCuSi2О6.

Хан фиолетовый имеет многослойный структура с изолированным 4-х кольцевым силикаты, и содержит связь медь-медь, которая делает сложный более нестабилен, чем ханьский синий (связи металл-металл встречаются редко).[2][4]

Хан синий

Хань Блю имеет химическую формулу BaCuSi4О10. В 1993 году было обнаружено, что он встречается в природе как редкий минерал. эффенбергерит.[5]

Синий хань, как и хань фиолетовый, имеет слоистую структуру с силикатом, образующим структурный каркас. Однако синий хань более стабилен благодаря таким конструктивным особенностям, как

  • Это больше кремнезем -богатые.[6]
  • Каждый силикат с четырьмя кольцами связан с четырьмя другими на соседнем уровне зигзагообразным узором.[4]
  • Медь ионы очень прочно удерживаются в стабильной силикатной структуре.[2]

Химические и физические свойства

Хань фиолетовый и синий похожи по многим своим физическим свойствам, что позволяет их смешивать, но они различаются по своим химическим свойствам.[2]

Экзотические свойства и приложения в исследованиях сверхпроводимости и квантовых вычислений

В 2006 году ученые из Стэнфордской национальной лаборатории Лос-Аламоса и Института физики твердого тела (Токийский университет) показали, что пурпурный Хан «теряет измерение» в подходящих условиях, когда он входит в новое состояние, как Конденсат Бозе-Эйнштейна. Исследователи отметили, что

«Мы впервые показали, что коллективное поведение в объемном трехмерном материале может на самом деле происходить только в двух измерениях. Низкая размерность - ключевой ингредиент многих экзотических теорий, которые претендуют на объяснение различных плохо изученных явлений, включая высокотемпературная сверхпроводимость, но до сих пор не было явных примеров «уменьшения размеров» в реальных материалах », - сказал Ян Фишер.

Другие члены исследовательской группы упомянули о потенциальных приложениях квантовых вычислений. В обычных компьютерах заряды электронов переносят информацию, но спин электронов может в будущем играть аналогичную роль в устройствах «спинтроники»:

«Спиновые токи способны нести гораздо больше информации, чем обычный зарядный ток, что делает их идеальным средством передачи информации в будущих приложениях, таких как квантовые вычисления, - заявил первый автор Сучитра Себастьян. Фишер отметил: «Наша исследовательская группа сосредоточена на новых материалах с нетрадиционными магнитными и электронными свойствами. Han Purple был впервые синтезирован более 2500 лет назад, но мы только недавно обнаружили, насколько экзотично его магнитное поведение. Это заставляет задуматься, какие еще есть материалы, которые мы еще даже не начали исследовать ».[7][8][9]

Хан фиолетовый

Хан фиолетовый химически и термически менее устойчив, чем синий Хан. Он тускнеет и разлагается в разбавленном кислота.[4][10][11] Хан пурпурный начинает разлагаться при температуре выше 1050–1100 ° C и образует зелено-черное стекло при температуре около 1200 ° C.[2][10] При измельчении он становится более фиолетовым.[6]

Хан синий

Хан синий более химически и термически устойчив. Не разлагается в разбавленных кислотах,[4][10] и становится более голубоватым при шлифовании.[6]

Производство

Производство зависит от сырья, их соотношений, потоков, температуры, атмосферы и времени реакции.[4]

Производство, похоже, было сосредоточено в северном Китае, примерно в 200–300 км (120–190 миль) к северу от города Сиань. Это район с большими запасами сырья.[2] Не было обнаружено никаких письменных отчетов о производстве ханьского пурпурного или ханьского синего, поэтому информация о производстве была получена путем экспериментов.[6]

Сырье

Необходимое сырье - минерал барий, кварц, минерал меди и соль свинца. Неизвестно, использовались ли минералы в их естественной форме или подвергались лечению, хотя пока нет доказательств лечения.[6]

Источником бария был либо витерит (BaCO3) или же барит (BaSO4).[11] Редкость витерита может указывать на барит как наиболее вероятный источник.[6] Барит имеет более низкую скорость разложения и поэтому способствует производству синего хань. Витерит, наоборот, предпочитает ханьский фиолетовый.[10] При использовании барита соли свинца (карбонат свинца или же оксид свинца ) потребовалось бы для увеличения урожайности.[11] Свинец был обнаружен в сочетании с ханьским фиолетовым и ханьским синим.[2][12][13]

Свинец действует как катализатор в разложении минералов бария и как поток.[2] Количество свинца важно. Слишком большое количество свинца (более 5%) вызывает частичное плавление и образование стекла при температуре выше 1000 ° C.[10]

Роль лидера[2]

BaSO4 + PbO ⇌ PbSO4 + BaO

Процесс изготовления

Производство Han blue с использованием витерита:[2]

Cu2(CO3)(ОЙ)2 + 8 SiO2 + 2 BaCO3 → 2 БАКУСИ4О10 + 3 СО2 + H2О

Твердотельная реакция образования силикатов бария и меди начинается примерно при 900 ° C.[10] Хань фиолетовый образуется быстрее всего.[2][4] Хан синий образуется, когда присутствует избыток диоксида кремния и допускается более длительное время реакции.[2] Раннее китайское производство обычно производило смесь ханьских синих и ханьских пурпурных частиц в различных соотношениях, но иногда производились и чистые цвета.[13] Хан синий можно было бы плавить, но ханьский фиолетовый не образует однородный растопить, поэтому пришлось бы использовать спекание процесс.[3]

Продолжительное срабатывание приводит к тому, что фиолетовый хань разрушается и образует синий хань:[3]

3 БАКУСИ2О6 → BaCuSi4О10 + 2 BaSiO3 + 2 CuO

Температура должна быть высокой (около 900–1000 ° C) и поддерживаться на этом уровне в течение длительного времени.[2][11] Пурпурный хань термочувствителен, поэтому для получения пурпурного хана регулирование температуры должно быть достаточно постоянным (± 50 ° C).[3] Хан синий термически менее чувствителен.[6] При правильных условиях изготовление ханьского пурпурного заняло бы около 10–24 часов, а хань-синего заняло бы вдвое больше времени.[3]

Температуру можно было контролировать путем тестирования материалов для обжига, размера, формы и материала печь, и контроль окружающей среды.[6] Технология достижения и поддержания высоких температур была бы известна в производстве металлов и керамики.[14][2][6] например возможность использования сдвоенных сильфонов в производстве металла.[2]

Сравнение

Хан фиолетовыйХан синий
Химическая формулаBaCuSi2О6
BaOCuO (SiO2)2		BaCuSi4О10
BaOCuO (SiO2)4
Минимальная температура для производства900–1000 ° Сc. 1000 ° С
Время изготовления10–24 часов20–48 часов
Температура разложения1050–1100 ° С> 1200 ° С
Термически стабильный?Нетда
Устойчив в кислоте?Нетда
Цвет увеличивается при шлифовании?дада

Происхождение

Хан синий и египетский синий

Синий хань и египетский синий имеют одинаковую базовую структуру и очень похожие свойства.[2] Разница в том, что египетский синий (CaCuSi4О10) имеет кальций в позиции бария Хань Блю (BaCuSi4О10). Сходство заставляет некоторых предположить, что синий хань был основан на знаниях египетского синего, которые путешествовали на восток по Шелковый путь.[11] Независимые инновации в Китае по-прежнему были бы необходимы, чтобы заменить кальций барием.[11] (пигменты Хань начинают формироваться на 100–200 ° C выше, чем египетский синий).[14]

Предложения следующие:

  • что более ранние технологии глазури с использованием щелочных металлов основывались на знаниях из Египта, но что медно-силикатные пигменты (египетский синий и ханьский синий) развились из этих глазурей в двух независимых регионах: Египте и Китае.[2]
  • С другой стороны, эти образцы синего цвета Хань предшествовали официальному Шелковому пути, и поэтому это развитие было полностью независимым.[14]

Возможное китайское изобретение

Дело против связей с египетским синим цветом включает отсутствие свинца в египетском синем и отсутствие образцов египетского синего цвета в Китае.[14]

Использование компонентов кварца, бария и свинца в древнее китайское стекло и ханьский фиолетовый и ханьский синий использовались, чтобы предположить связь между стекловарением и производством пигментов,[12] и выступать за независимое китайское изобретение.[14] Даосский алхимики Возможно, они разработали ханьский пурпурный на основе своих знаний в области производства стекла.[14]

Увеличение и уменьшение бариевых стекол, а также пурпурного хань и синего хань следуют аналогичным схемам. Оба достигли пика в Династия Хан, снижаясь впоследствии.[14] Pre-Han to Тан династии наблюдают переход от стекла свинцово-бариево-силикатного типа к свинцово-натриево-известковому стеклу.[15] Причиной снижения является дискуссионным. Лю и другие.[14] приписывают упадок упадку даосизма, когда Конфуцианство была введена, поскольку они связывают производство пигментов с идеологией даосизма. Берке (2007)[2] считает, что политические изменения остановили распространение пигментов, поскольку Китайская империя была расколота в конце периода Хань.[нужна цитата ]

Использование в культурном контексте

Хан Блю, кажется, пользовался предпочтением ранее (Чжоу ) периоды, а Хан фиолетовый в более поздние периоды (около 400 г. до н.э.).[2]

Пигменты Хань состоят из различных комбинаций синих, пурпурных и бесцветных компонентов.[13] Совместное измельчение ханьского пурпурного и ханьского синего позволило бы получить множество сине-фиолетовых оттенков.[6]

Пигменты использовались для:

Бисер

Некоторые из самых ранних примеров использования пигментов Хань - это бусины, которые относятся к Западная Чжоу период. Пигменты представлены либо в виде плотных тел, либо в виде глазурованных слоев.[2]

Восьмиугольные палочки

Это компактные тела (твердые палочки / стержни) с оттенками от голубого до темно-фиолетового. Диапазон цветов обусловлен различными пропорциями синего хань, пурпурного хань и бесцветный материал.[12] Считается, что они представляют собой пигментные карандаши, которые затем перемалывались для использования в качестве пигментной основы в красках.[3][11] Они могли быть важны сами по себе, поскольку церемониальный или же бюрократический важные предметы.[12]

Терракотовая армия

Ханьский фиолетовый и ханьский синий были впервые использованы в красках при династии Цинь. Хан фиолетовый использовался для Терракотовая армия в гробнице императора Цинь Ши Хуан - расходы на производство ханьского пурпурного и других пигментов в таких больших количествах подчеркнули бы роскошь и статус.[1] Ханьский фиолетовый, кажется, в основном использовался на брюках (штанах) воинов.[1] Пигмент был связан с терракота поверхность с лак.[16] Воинов обжигали при той же температуре, что и при производстве пурпурного хань (950–1 050 ° C [1740–1 920 ° F]), поэтому для обоих процессов могли использоваться одни и те же печи.[14] Нет доказательств того, что ханьский синий использовался для воинов (азурит использовался для синего).[2][1]

Расписные керамические фигурки

Были найдены меньшие расписные керамические фигурки, например, гробницы Чу династии Западная Хань, Сюйчжоу, Цзянсу Провинция[17] и в гробницах Янлин династии Хань Император Люци и его императрица (156–141 до н. э.).[18]

Керамические сосуды

Синий хань и фиолетовый хань использовались для украшения династии Хань. Ху керамические сосуды темно-серого цвета.[12][13]

Металлические предметы

Бронзовые сосуды в династии Хань, например чаша и крышка пароварки были украшены пурпуром хань.[13]

Настенные росписи

  • А перемычка и фронтон из гробницы династии Хань рядом Лоян окрашены голубым пигментом, состоящим из синей, пурпурной и бесцветной составляющих.[12]
  • Роспись гробницы восточно-ханьского периода в районе Сиань - один из последних примеров использования синтетических пигментов силиката меди и бария (пурпурный хань).[17]

Сохранение

Из-за нестабильности пурпурного цвета хань, он показывает значительные признаки выветривания на археологически раскопанных артефактах. В оксид меди (I) Образующийся при разложении хань фиолетовый (см. раздел о цвете) остается стабильным, но ханьский фиолетовый продолжает ухудшаться, и его фиолетовый цвет со временем усиливается.[2]

Пурпурный хань блекнет в кислоте, поэтому бесцветные частицы, обнаруженные в пигментах, содержащих синий хань и пурпурный хань, могут быть частицами, которые изначально были пурпурными, но которые исчезли в кислых условиях при захоронении.[13]Кроме того, хань синий обладает фунгицидными свойствами, поэтому лучше сохраняется. Хан пурпурный реагирует с Щавелевая кислота с образованием BaCu (C2О4)2. Светло-голубой цвет этого координационного полимера может объяснить светло-голубой цвет некоторых брюк Терракотовых воинов - цвет, возникающий из-за присутствия оксалат -выделение лишайников.[3]

Примечания

Два других синтетических голубого силиката бария-меди были обнаружены в следовых количествах, но пока не названы. Они есть

  • BaCu2Si2О7 (Синий цвет)
  • Ба2CuSi2О7 (светло-голубой цвет)[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d Тиме, C. 2001. (перевод М. Уилла) Слои красок и пигменты на терракотовой армии: сравнение с другими культурами древности. В: W. Yongqi, Z. Tinghao, M. Petzet, E. Emmerling и C. Blänsdorf (ред.) Полихромия античных скульптур и терракотовая армия первого китайского императора: исследования материалов, методов живописи и сохранения. Памятники и места III. Париж: ИКОМОС, 52–57.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Берке, Хайнц (2007). «Изобретение синих и пурпурных пигментов в древности». ХимИнформ. 38 (19). Дои:10.1002 / подбородок.200719227.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я Видеманн, Х. Г. и Берке, Х. 2001. Химические и физические исследования египетского и китайского синего и пурпурного цветов. В: W. Yongqi, Z. Tinghao, M. Petzet, E. Emmerling и C. Blänsdorf (ред.) Полихромия античных скульптур и терракотовая армия первого китайского императора: исследования материалов, методов живописи и сохранения. Памятники и места III. Париж: ИКОМОС, 154–169.
  4. ^ а б c d е ж Видеманн, Г. Г. Байер, Г. и Реллер, А. 1998. Египетский синий и китайский синий. Технологии производства и применения двух исторически важных синих пигментов. В: С. Колинар и М. Меню (ред.) La couleur dans la peinture et l'émaillage de l'Égypte ancienne. Actes de la Table Ronde Ravello, 20–22 марта 1997 г. Бари: Edipuglia, 195–203.
  5. ^ Информация о минералах эффенбергерита. Миндат. Доступ 23 сентября 2008 г. "
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j Berke, H .; Видеманн, Х. Г. (2000). «Химия и производство антропогенных пигментов китайского синего и пурпурного в Древнем Китае». Восточноазиатская наука, технология и медицина (EASTM). 17: 94–120.
  7. ^ Трехмерный изолятор под названием Han Purple теряет размер, чтобы войти в магнитную "Флатландию" Краситель, впервые сделанный 2500 лет назад, стал центром изучения квантового спина. Новости Стэнфордского университета, 2 июня 2006 г.
  8. ^ «Purple Haze: Древний пигмент раскрывает секреты необычного состояния вещества».
  9. ^ Фиолетовый туман Древний пигмент раскрывает секреты необычного состояния вещества. Национальный научный фонд, 11 июля 2006 г.
  10. ^ а б c d е ж Видеманн, Х. Г. и Байер, Г. 1997. Формирование и стабильность китайских бариевых медно-силикатных пигментов. В: Агнью Н. (ред.) Сохранение древних памятников на Шелковом пути: материалы международной конференции по сохранению памятников гротам. Лос-Анджелес: Институт охраны природы Гетти, 379–387.
  11. ^ а б c d е ж грамм Берке, Х. 2002. Химия в древние времена: развитие синих и пурпурных пигментов. Angewandte Chemie International Edition 41/14, 2483–2487.
  12. ^ а б c d е ж грамм ФитцХью, Э. У. и Зихерман, Л. А., 1983. Один из первых рукотворных синий пигмент из Китая: силикат бария и меди. Исследования в области сохранения 28/1, 15–23.
  13. ^ а б c d е ж ФитцХью, Э. В. и Зихерман, Л. А. 1992. Пурпурный бариевый медно-силикатный пигмент из раннего Китая. Исследования в области сохранения 28/1, 15–23.
  14. ^ а б c d е ж грамм час я Liu, Z .; Mehta, A .; Tamura, N .; Пикард, Д .; Rong, B .; Чжоу, Т .; Пианетта, П. (2007). «Влияние даосизма на изобретение пурпурного пигмента, использованного на терракотовых воинах Цинь». Журнал археологической науки. 34 (11): 1878. CiteSeerX  10.1.1.381.8552. Дои:10.1016 / j.jas.2007.01.005.
  15. ^ Селигман, C.G .; Ritchie, P.D .; Бек, Х.С. (1936). «Раннее китайское стекло от доханьских времен до танских времен». Природа. 138 (3495): 721. Дои:10.1038 / 138721a0.
  16. ^ Роджнер, I. 2001. Новые методы для характеристики и консолидации полихромного ци-лака Терракотовой армии. В: W. Yongqi, Z. Tinghao, M. Petzet, E. Emmerling и C. Blänsdorf (ред.) Полихромия античных скульптур и терракотовая армия первого китайского императора: исследования материалов, техники живописи и сохранения. Памятники и места III. Париж: ИКОМОС, 46–51.
  17. ^ а б Чэн, Сяолинь; Ся, Инь; Ма, Янру; Лей, Юн (2007). «Три изготовленных пигмента (пурпурный хань, индиго и изумрудно-зеленый) в древних китайских артефактах изучены с помощью рамановской микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектрометрии и микроскопии в поляризованном свете». Журнал Рамановской спектроскопии. 38 (10): 1274. Дои:10.1002 / jrs.1766.
  18. ^ Цзо, Цзянь; Чжао, Сичэнь; Ву, Руо; Ду, Гуанфэнь; Сюй, Цуньи; Ван, Чансуй (2003). «Анализ пигментов на раскрашенных керамических фигурках из гробниц Янлинг династии Хань с помощью рамановской микроскопии». Журнал Рамановской спектроскопии. 34 (2): 121. Дои:10.1002 / младший 963.

внешняя ссылка