长沙窑位于长沙市望城县的石渚湖一带,大致兴起于“安史之乱”之后,盛于中晚唐而衰于五代。长沙窑以外销为主,主要以独特的装饰艺术和具有异域风味的装饰题材而引起人们的关注,打破“南青北白”的格局,素有“南青北白长沙彩”之说。长沙窑首创高温铜红釉、发明釉下彩,并为后代其他铜釉彩的发展奠定了基础。本论文以42件长沙窑器物为主要研究对象,综合运用多种科技方法分析了长沙窑铜系釉彩的主要成分和呈色原理,为古代瓷器釉彩工艺的进一步探究给出了重要的信息,同时也为现代铜釉工艺的改进研究提供了借鉴。本研究采用偏光显微镜、X射线荧光光谱仪、X射线衍射分析仪、热膨胀仪等手段观察样品的矿物组成,测定主次量化学元素、物相结构、烧成温度、吸水率等;使用色差仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜来观测样品的釉色、研究致色元素价态以及显微结构等,探讨分析了铜釉的致色机理以及铜价态对于釉色的影响,并将长沙窑铜釉瓷器与后世铜釉瓷器进行对比分析。最后通过能量色散X射线荧光分析仪、超景深体视显微镜等,较深入的测定长沙窑样品胎、釉以及中间层的元素分布,观测彩装饰工艺特征,同时将长沙窑彩装饰工艺与元代釉里红进行对比分析。通过研究发现,所分析的长沙窑样品胎质较粗,胎体矿物组成符合南方瓷器的典型特点,其釉成分属于典型的钙釉类型,样品烧制温度不高,釉中致色元素也主要为Cu、Fe两种。另外分析显示,长沙窑可能是后期“剔釉填红”工艺的开创者;铜致色釉中,铜红主要以Cu(0)、Cu(Ⅰ)离子存在;铜绿主要以Cu(0)、Cu(Ⅱ)离子存在。通过检测结果分析,铜釉呈色机理可能是由于金属-碱离子交换理论。另外,铜釉样品中均出现分相结构,分相微粒尺寸满足瑞利散射,釉面具有乳光性;但由于釉内气泡、Sn的存在以及CSY-35铜绿釉中析晶的出现,增强了釉面的乳浊效果。长沙窑彩装饰基本以釉上彩为主,未见典型釉下彩和釉中彩装饰工艺。