分析化學(xué)在陶瓷原材料檢測(cè)方面的應(yīng)用分析

摘 "要：陶瓷產(chǎn)品的物理性能及化學(xué)性能主要受原料組份及工藝處理過(guò)程有關(guān)，加強(qiáng)對(duì)陶瓷原料組份的測(cè)定有助于提高產(chǎn)品的性能。分析化學(xué)是化學(xué)學(xué)科中的重要分支，其滴定法、原子吸收法、X射線衍射法及原子熒光光譜吸收法在陶瓷原材料檢測(cè)方面具有重要應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué);陶瓷;原材料;

文章編號(hào)：1674-3520（2015）-10-00-01

一、引言

陶瓷產(chǎn)品中包括多種礦物原料和化工添加劑，產(chǎn)品物理性能或化學(xué)性能的差異性主要由原料配方和工藝處理過(guò)程有關(guān)，因此加強(qiáng)對(duì)原料的礦物組成及微觀結(jié)構(gòu)的分析研究，可有助于產(chǎn)品性能的提高。由于檢測(cè)原材料的物相組成或微觀結(jié)構(gòu)的成本較高，化學(xué)成分分析和顆粒度測(cè)定就成為有效替代。研究物質(zhì)化學(xué)成分的分析方法及相關(guān)理論主要來(lái)自于分析化學(xué)，該學(xué)科的主要任務(wù)是鑒定物質(zhì)的化學(xué)組分、測(cè)定各組分的含量以及確定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。分析化學(xué)不僅在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)具有重要地位，在陶瓷、食品、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)同樣具有推動(dòng)作用。

二、陶瓷原料化學(xué)成分檢測(cè)方法

（一）濕法檢測(cè)。濕法檢測(cè)是將樣品進(jìn)行熔融和消解處理，帶樣品轉(zhuǎn)化為液體后，再經(jīng)過(guò)絡(luò)合滴定法、比色法和原子吸收光譜法，測(cè)定原料中的氧化物成分。目前最常用的陶瓷原料化學(xué)成分分析方法，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4734《陶瓷材料及制品化學(xué)分析方法》。陶瓷原料一般分為普通原料和化工原料（單純的化工料或經(jīng)過(guò)混合加工的混合料），在GB/T4734標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定，其中二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈦、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉和灼減等9項(xiàng)成分的檢測(cè)為常規(guī)分析。因此把以這些成分含量總數(shù)超過(guò)99.50%的、沒有添加其他化工原料的陶瓷原料默認(rèn)為普通原料。

（二）干法檢測(cè)。在條件較好的情況下，更多采用X射線熒光法，此法屬于干法檢測(cè)，是當(dāng)今比較先進(jìn)的化學(xué)成分分析方法之一。檢測(cè)時(shí)，粉末樣品經(jīng)過(guò)壓片或熔融冷卻成玻璃樣片，由計(jì)算機(jī)完成檢測(cè)。檢測(cè)效率很高，但成本也相對(duì)較高。除此外，陶瓷材料的化學(xué)成分分析還有很多套標(biāo)準(zhǔn)可供選擇，表1列出較常用的部分標(biāo)準(zhǔn)。

由表1可知，不同材料、不同成分、相同成分的不同含量范圍的原料，應(yīng)采用不同的測(cè)定方法。在檢測(cè)的過(guò)程中需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和調(diào)整，選擇合適的方法能使結(jié)果更準(zhǔn)確。配合不同的樣品，有時(shí)同一個(gè)樣品需用幾種方法進(jìn)行檢測(cè)，有時(shí)即便是差異很大的樣品也能用同樣的檢測(cè)方法，關(guān)鍵是要了解每一種方法可能引入偏差的原因，在檢測(cè)過(guò)程中需特別注意。

三、分析化學(xué)在陶瓷原材料檢測(cè)中的應(yīng)用

（一）滴定法。滴定分析法的原理是，滴定試劑與被測(cè)組分在適當(dāng)?shù)乃釅ApH值下反應(yīng)，通過(guò)指示劑在反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)顏色突變所使用的滴定試劑的多少來(lái)計(jì)算被測(cè)物的含量。濕法化學(xué)分析測(cè)定陶瓷原料的化學(xué)成分，滴定法是其中最常用的方法之一，在表1中多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法都使用滴定法。陶瓷成分測(cè)定中，三氧化二鋁、氧化鎂、氧化鈣、三氧化二鐵、氟化鈣、較高含量的二氧化鈦，還有熔塊釉料中常見的二氧化鋯、氧化鋅、三氧化二硼等。滴定法測(cè)定低含量成分時(shí)，相對(duì)偏差較大，如果低含量結(jié)果的精度要求高時(shí)不適用。

（二）原子吸收光譜法。原子吸收光譜法的分析原理是，將光源輻射出的待測(cè)元素的特征光譜通過(guò)樣品的蒸汽時(shí)，被蒸汽中的待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，由發(fā)射光譜被減弱的程度。進(jìn)而求得樣品中待測(cè)元素的含量。由于原子吸收檢測(cè)的靈敏度很強(qiáng)，因此在測(cè)定較低含量的元素時(shí)比較顯優(yōu)勢(shì)。就目前運(yùn)用的檢測(cè)手段而言，原子吸收是最準(zhǔn)確的方法之一，其元素檢出限可低至0.0001%。原子吸收光譜法測(cè)定高含量成分時(shí)，絕對(duì)偏差較大。如果高含量結(jié)果的準(zhǔn)確度要求很高時(shí)不適用。

（三）原子熒光光譜法。原子熒光光譜法是介于原子發(fā)射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）之間的光譜分析技術(shù)。該法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，目前已有20多種元素的檢出限優(yōu)于原子吸收光譜法和原子發(fā)射光譜法。其主要用于金屬元素的測(cè)定.在環(huán)境科學(xué)、高純物質(zhì)、礦物、水質(zhì)監(jiān)控、生物制品和醫(yī)學(xué)分析等方面也有廣泛的應(yīng)用，如測(cè)定汞、砷、鉻、鉛等有毒成分。

（四）其他檢測(cè)法。分光光度計(jì)、火焰光度計(jì)、離子計(jì)分別在測(cè)定某些元素和離子含量時(shí)，有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。比如分光光度計(jì)（比色法）測(cè)定低含量的二氧化鈦、三氧化二鐵、二氧化硅等，檢測(cè)結(jié)果非常準(zhǔn)確。火焰光度計(jì)測(cè)氧化鉀、氧化鈉操作比較方便，結(jié)果也能符合生產(chǎn)要求。離子計(jì)測(cè)氟離子是最準(zhǔn)確的方法。以上所提及的方法都是陶瓷原料化學(xué)成分分析常用的方法，不同方法對(duì)不同含量的元素成分各有優(yōu)勢(shì)。

四、總結(jié)

化學(xué)分析方法種類較多，對(duì)于不同材質(zhì)、形態(tài)、含量的物質(zhì)應(yīng)選用不同的分析方法，其中滴定法、原子吸收光譜法、X射線熒光法、原子熒光光譜法等分析方法在陶瓷原材料組成測(cè)定中應(yīng)用較多。在分析過(guò)程中，應(yīng)對(duì)分析方法的選擇進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，以確保測(cè)定結(jié)果對(duì)生產(chǎn)能起到準(zhǔn)確的指導(dǎo)作用。

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