2022年高教社杯全国大学生数学建模竞赛-【赛题解析篇】C题:古代玻璃制品的成分分析与鉴别(附MATLAB和Python代码实现)

前言

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赛题描述

丝绸之路是古代中西方文化交流的通道,其中玻璃是早期贸易往来的宝贵物证。早期的玻

璃在西亚和埃及地区常被制作成珠形饰品传入我国,我国古代玻璃吸收其技术后在本土就地取

材制作,因此与外来的玻璃制品外观相似,但化学成分却不相同。

玻璃的主要原料是石英砂,主要化学成分是二氧化硅(SiO2)。由于纯石英砂的熔点较高,

为了降低熔化温度,在炼制时需要添加助熔剂。古代常用的助熔剂有草木灰、天然泡碱、硝石

和铅矿石等,并添加石灰石作为稳定剂,石灰石煅烧以后转化为氧化钙(CaO)。添加的助熔

剂不同,其主要化学成分也不同。例如,铅钡玻璃在烧制过程中加入铅矿石作为助熔剂,其氧

化铅(PbO)、氧化钡(BaO)的含量较高,通常被认为是我国自己发明的玻璃品种,楚文化

的玻璃就是以铅钡玻璃为主。钾玻璃是以含钾量高的物质如草木灰作为助熔剂烧制而成的,主

要流行于我国岭南以及东南亚和印度等区域。

古代玻璃极易受埋藏环境的影响而风化。在风化过程中,内部元素与环境元素进行大量交

换,导致其成分比例发生变化,从而影响对其类别的正确判断。如图 1

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