[发明专利]一种白度变化测量法检测骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及骨质瓷材料及制品釉面耐化学腐蚀性能定量测试方法，具体是一种应用分光测色仪对以白度变化ΔW表征的骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的检测方法，属于陶瓷理化性能检测技术领域。。

背景技术

骨质瓷较传统普通瓷而言最显著的优势是原料中添加骨炭后使得成品中含有适量的磷酸三钙，因其“薄如纸、透如镜、声如磬、白如玉”而备受国内外市场青睐。瓷胎主要由晶相、玻璃相、气相等多相物质组成，其中磷酸盐玻璃相约占16%～20%（体积分数），起着固结瓷中晶相的作用，因其各相同性的光学性质使得瓷胎白度较高。由于骨质瓷这一高档瓷种在原料配方和生产工艺上与传统普通瓷相比存在较大差异，其独特的高温素烧、中温釉烧的烧成制度，使得成瓷釉面化学稳定性相对较差。在日常生活中，当使用骨质瓷餐、饮、厨具盛放酸性食物时，釉面通常出现深浅不一的瑕渍残留或色泽弱化，导致瓷器使用价值大打折扣，故其釉面耐化学腐蚀性能实为衡量产品质量优劣的一项重要指标。

骨质瓷所用釉料为熔块釉，其酸碱比介于1:1～1:3之间；釉层厚度通常为0.2～1.0mm，具有一定的硬度和脆性，化学组成不固定，等价于附着在坯体表面的一层玻璃质固溶体；难溶于强酸，对气体和液体无渗透作用。酸性物质对陶瓷釉面的腐蚀机理主要体现为将釉中碱性成份分解，使Na⁺离子处于游离态，H⁺离子依据扩散规律渗入釉层，尽管阳离子载体和相应的电子中和力未发生变化，但釉面化学组成已改变，酸性物质对釉层的腐蚀作用始于将(OH^-)群置换为(SiO^4-)，当生成物以(ONa^-)群态出现的同时，水分子被再次吸附，遇水分解作用不断持续直至生成最终络合物Si⁴⁺＋O^2-₆H⁺_8-xNa⁺X；当其作为正水硅酸与Na盐吸附时，鉴于水溶性或扩散性作用，侵蚀反应难以为继，因此硅酸聚集于玻璃体表面形成一层保护膜。

碱性物质对陶瓷釉面的侵蚀机理与酸不同,在SiO₂为主体的釉层玻璃体中，Si⁴⁺以[SiO₄]^4-形式存在；尽管Si-O的键强较高，但引入碱性物质后，釉面各键的键强将因R²⁺的极化作用而有所弱化，碱金属或碱土金属阳离子夺取釉层中“游离氧”后，Si-O-Si桥链出现断裂并溶解，溶解速率可由公式V=A·e^Q/RT表示。由于碱性物质对陶瓷釉面的侵蚀始于在(OH^-)离子附近生成吸附层,故当其它负离子共存时将阻碍这一过程的发生；相对于酸液侵蚀而言，碱液因无法在陶瓷釉面形成保护膜而导致腐蚀速度较快。

目前，有关日用陶瓷釉面耐化学腐蚀性方面的测定方法相对片面，主要有国标GB/T 5003-1999《日用陶瓷器釉面耐化学腐蚀性的测定》、GB/T 7988-2013《搪玻璃釉耐碱性溶液腐蚀性能的测定》、GB/T 7989-2013《搪玻璃釉耐沸腾酸及其蒸汽腐蚀性能的测定》、GB 9988-1988《搪瓷耐碱性能测试方法》、GB/T 9989.1-2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第1部分室温下耐酸侵蚀的测定》、GB/T 9989.2-2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第2部分耐沸腾酸、沸腾中性液体及其蒸汽化学侵蚀的测定》、GB/T 9989.3-2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第3部分用六角形容器进行耐碱溶液侵蚀的测定》、GB/T 9989.4-2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第4部分用圆柱形容器进行耐碱溶液侵蚀的测定》、GB/T 9989.5-2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第5部分在封闭系统中耐化学侵蚀的测定》和GB/T 4738-2015《日用陶瓷材料耐酸、耐碱性能测定方法》；若将其应用于骨质瓷釉面耐化学腐蚀性测定，存在以下不妥之处：

1.国标GB/T 5003-1999的方法原理为试样直接受氯化铵、氢氧化钾和冰乙酸三种实验溶液的作用，在室温条件下经一定时间侵蚀后观察并确定其受腐蚀的程度；实验试剂的种类过于单一，实验条件仅局限于室温，与日用陶瓷产品的现实使用状态存在一定差距，因此难以全面体现骨质瓷在日常使用过程中承受酸性、碱性、盐类等化学物质腐蚀的性能优劣；