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問(wèn)：氧化鉛在陶瓷釉中有哪些作用？

答：1 助熔作用

氧化鉛的熔化溫度為886℃。氧化鉛與SiO2、K2O在中低溫下就能形成低熔點(diǎn)的化合物（如在715℃左右時(shí)生成3Pb O·2SiO2），促使鉛釉在低溫下熔融，降低釉燒溫度。

2 降低釉的表面張力

氧化鉛在1 000℃時(shí)，表面張力為128μN(yùn)／m；瓷釉熔體在1 000℃時(shí)，表面張力為250～280μN(yùn)／m。因此，當(dāng)氧化鉛加入釉中時(shí)，能夠降低釉的表面張力，提高制品表面的均勻性和光滑度。

3 降低熔體的粘度

粘度的大小是由熔體中硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)連接程度決定的，O／Si比值越大，粘度越小。在釉中加入氧化鉛，不僅能增大O／Si比值，而且由于Pb2＋具有極性，能減弱Si－O的化學(xué)鍵，降低釉的粘度。

4 增加釉面的光澤度

由于氧化鉛的折射指數(shù)高，所以它的引入能使釉具有較好的光澤度。

5 拓寬釉的燒成溫度范圍

生產(chǎn)實(shí)踐證明，鉛釉的成熟溫度要比無(wú)鉛釉的寬。6 有利于著色氧化物發(fā)色

鉛釉的顏色范圍較寬，大多數(shù)著色氧化物一旦加到鉛釉里，都會(huì)產(chǎn)生光亮柔和悅目的色調(diào)。不同溫度下的鉛釉顏色呈色都很漂亮，在陶瓷釉的生產(chǎn)中適用性強(qiáng)。

問(wèn)：陶瓷釉鉛溶出量超標(biāo)有哪些原因？降低陶瓷釉鉛溶出量的措施有哪些？

答：1 陶瓷釉鉛溶出量超標(biāo)的原因

1．1 陶瓷制品表面釉彩燒成結(jié)構(gòu)影響鉛溶出量

陶瓷制品表面釉彩燒成結(jié)構(gòu)是指陶瓷在燒成過(guò)程中，由表面施加的釉和顏料經(jīng)過(guò)相互熔合、滲透、擴(kuò)散、冷卻、熔結(jié)等過(guò)程而形成的表面層結(jié)構(gòu)。如果釉與顏料在熔融或接近熔融狀態(tài)燒結(jié)而成，在陶瓷制品表面就會(huì)形成一層致密、光滑的玻璃狀結(jié)構(gòu)層。該致密的玻璃層結(jié)構(gòu)保護(hù)著顏料中的鉛不被4%（V／V）乙酸溶出，使制品鉛的溶出量檢測(cè)結(jié)果偏低；反之，如果釉和顏料在燒成時(shí)不能形成一層致密的玻璃狀保護(hù)層，顏料雖與釉面有一定的燒結(jié)、熔合，但其只是依附在釉的表面上或形成的玻璃狀保護(hù)層不夠完全，使得鉛在4%（V／V）乙酸浸泡液中處于“露”或“半露”狀態(tài)，鉛易溶出，造成鉛溶出量檢測(cè)結(jié)果偏高。

1．2 釉上彩陶瓷制品的鉛溶出量易超標(biāo)

釉上彩裝飾是在燒成的陶瓷釉面上通過(guò)不同的方法進(jìn)行彩飾，然后在較低溫度下（600～900℃）進(jìn)行彩燒，使產(chǎn)品表面具有彩色畫(huà)面的一種裝飾方法。鉛除作為釉彩顏料的熔劑以外，另一重要作用是產(chǎn)生光澤、提高畫(huà)面的裝飾藝術(shù)效果。鉛是一種生物毒性元素，我國(guó)和美國(guó)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉛的限量控制非常嚴(yán)格，但由于它特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)使其在陶瓷釉彩顏料配方中占據(jù)獨(dú)特的地位。到目前為止還未找到具有相同性質(zhì)的替代品，一些試制的無(wú)鉛釉彩顏料裝飾效果都不盡人意，其畫(huà)面光亮度差。

釉上彩陶瓷制品的燒成溫度一般為750～850℃，沒(méi)有達(dá)到釉層的熔融溫度，顏料不能沉入到釉層中，只是緊貼于釉層表面，即裝飾顏料與釉不能在陶瓷彩繪畫(huà)面上形成一層很薄、致密的玻璃層，從而導(dǎo)致顏料中鉛易溶出，導(dǎo)致鉛溶出量超標(biāo)。釉中彩由于顏料中的鉛成分被釉“包裹”，鉛不易被溶出。釉下彩由于顏料完全被釉罩住或覆蓋，顏料中的鉛很難被4%（V／V）乙酸溶出，所以釉中彩和釉下彩日用陶瓷制品的鉛溶出量偏低。

1．3 燒成溫度對(duì)鉛溶出量的影響

玻璃層的形成通常與燒成溫度有關(guān)，溫度越高越有利于玻璃層的形成。但是燒成溫度是受到嚴(yán)格限制的，有的裝飾畫(huà)面在燒成過(guò)程中因顏料成分的熔化、擴(kuò)散，而使畫(huà)面“走形”，釉熔化產(chǎn)生的流動(dòng)也會(huì)破壞畫(huà)面，而且溫度過(guò)高還會(huì)使制品產(chǎn)生裂縫、變形等。鉛的溶出量不僅與制品的釉彩顏料、燒成溫度有關(guān)，還與顏料配方中含鉛量的高低，施釉彩顏料的厚度、面積和制品在窯爐中所處的位置有關(guān)；燒成工藝、浸泡液等因素的不同，其鉛溶出量也不同。

2 降低陶瓷釉鉛溶出量的措施

2．1 制定適宜的釉彩顏料配方鉛主要來(lái)源于釉彩顏料，因此要嚴(yán)格控制顏料配方中鉛的含量。大力發(fā)展釉中彩和釉下彩，減少使用釉上彩。在制作釉上彩時(shí)盡量選用含鉛量低的貼花紙和手繪顏料。

2．2 選擇輥道烤花窯進(jìn)行彩烤

對(duì)同一產(chǎn)品、同一花面，如選用不同結(jié)構(gòu)烤花窯爐，彩烤后制品的鉛溶出量大不相同。研究表明，輥道烤花窯具有操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、熱效率高、窯內(nèi)溫差小、通風(fēng)效果好、彩烤周期短、產(chǎn)量大、鉛溶出量低等優(yōu)點(diǎn)。彩烤時(shí)應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)重油作為燃料。

壓電體的表面電極上所產(chǎn)生的電荷量與很多因素有關(guān)，D33工作模式的壓電陶瓷兩端的電壓幅值V的理論計(jì)算公式如下[14]：

2．3 彩烤時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)

窯爐燒成溫度在500℃時(shí)，花紙及顏料中的鉛大量被揮發(fā)，在高溫下有一部分呈氣態(tài)擴(kuò)散在烤花窯內(nèi)，并逐漸地流向低溫階段。如果窯內(nèi)通風(fēng)不佳，不能及時(shí)地將鉛蒸氣排到窯外，由于其密度較大，會(huì)重新沉積在瓷器的表面。若能加強(qiáng)通風(fēng)，及時(shí)地將鉛排出窯外，就可達(dá)到降低制品鉛溶出量的目的。

2．4 將制品多次彩烤

如果第一次彩烤的制品鉛溶出量較高，可重復(fù)地彩烤，顏料中鉛溶出量會(huì)隨彩烤次數(shù)的增加而減小，但重?zé)龝r(shí)溫度不能超過(guò)初燒時(shí)的彩烤溫度，否則產(chǎn)品的金邊會(huì)減薄或斷線條。

2．5 用酸處理

1）將不合格制品在2%的硝酸溶液中浸泡7～12 h，取出后用清水沖冼擦干即可。這種處理方法效果明顯、成本低。

2）按鉛溶出量檢測(cè)方法用4%～20%（V／V）的乙酸浸泡產(chǎn)品24 h以上，然后更換一次浸泡液，用4%（V／V）的乙酸浸泡液浸泡24 h±20 min，檢測(cè)第二次浸泡液鉛的溶出量，若未超標(biāo)，則按該法處理的產(chǎn)品可以出廠；若超標(biāo)，可采用4%（V／V）的乙酸進(jìn)行3次或4次浸泡“去鉛”，直至達(dá)到要求。該處理方法既適用于處理偶然“失誤”狀態(tài)，又適用于高成本的“超鉛”產(chǎn)品。有條件的企業(yè)可建立“去鉛”處理車間，在自檢部門(mén)的配合下專門(mén)處理鉛溶出量易超標(biāo)或已超標(biāo)產(chǎn)品。

另外，在陶瓷釉上彩和“唇邊”裝飾中不要艷裝濃抹，盡量少使用彩料；配備檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)人員，隨時(shí)抽檢每批產(chǎn)品的鉛溶出量，制定出嚴(yán)格的質(zhì)量管理機(jī)制和測(cè)控體系；嚴(yán)把原料、用水、燃料和釉彩顏料的質(zhì)量關(guān)，防止生產(chǎn)中多產(chǎn)生的廢液、廢渣、廢氣造成再次污染。

問(wèn)：陶瓷磚日本標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有哪些共同點(diǎn)和不同點(diǎn)？

答：1 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的共同點(diǎn)

陶瓷磚JIS標(biāo)準(zhǔn)（日本標(biāo)準(zhǔn)）和ISO標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）所引用的方法標(biāo)準(zhǔn)中以下幾方面大致相同：

1）吸水率、顯氣孔率、容重的測(cè)定方法；

2）破壞強(qiáng)度和斷裂模數(shù)的測(cè)定方法；

3）無(wú)釉地磚的耐磨性試驗(yàn)方法；

4）施釉地磚的耐磨性試驗(yàn)方法；

5）施釉瓷磚鉛和鎘的溶出量的測(cè)定。

日本陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)中這幾個(gè)方法標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)整合程度很高，僅在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上稍做調(diào)整，使這些方法標(biāo)準(zhǔn)更容易執(zhí)行。

2 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的不同點(diǎn)

2．1 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采用，日本標(biāo)準(zhǔn)未采用

有5個(gè)方法標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采用，但日本標(biāo)準(zhǔn)未采用，其分別是：①線性熱膨脹的測(cè)定；②濕膨脹的測(cè)定；③小色差的測(cè)定；④用恢復(fù)系數(shù)確定磚的抗沖擊性；⑤耐污性的測(cè)定。這5個(gè)方法標(biāo)準(zhǔn)中前4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不采用容易理解，耐污染性的測(cè)定在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中是考核性項(xiàng)目，是比較重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目，但日本標(biāo)準(zhǔn)不采用，令人難以理解。實(shí)際情況是，日本全國(guó)瓷磚工業(yè)組合標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)是考慮到在日本的瓷磚市場(chǎng)主流為外墻磚和室外地磚，采用ISO標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)和試驗(yàn)方法，不能進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)，并且難以獲得ISO標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的污染物質(zhì)，故不將其列入JIS標(biāo)準(zhǔn)中。

2．2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有的，日本標(biāo)準(zhǔn)中有

日本標(biāo)準(zhǔn)中有防滑性的測(cè)定方法和聯(lián)磚品質(zhì)的測(cè)定方法，但國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有。防滑性能的測(cè)試對(duì)陶瓷地磚而言是很重要的項(xiàng)目，《陶瓷磚》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)第17部分也有類似的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，是采用靜摩擦系數(shù)法測(cè)定陶瓷地磚的防滑性，但由于各國(guó)對(duì)該方法意見(jiàn)不一致，導(dǎo)致該方法一直停留在草稿階段，沒(méi)有正式發(fā)布。聯(lián)磚是為了施工方便，而將多片瓷磚連接在一起的制品，在市場(chǎng)上是比較常見(jiàn)的一種產(chǎn)品。該方法的制定是對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)必要補(bǔ)充。聯(lián)磚品質(zhì)的測(cè)定方法類似于我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的陶瓷馬賽克標(biāo)準(zhǔn)。

2．3 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和日本標(biāo)準(zhǔn)中都有，但兩者差別較大

陶瓷磚抗熱震性和抗凍性的測(cè)試在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和日本標(biāo)準(zhǔn)中都有，但這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相差較大。

陶瓷磚抗凍性在ISO標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，樣品的中心部位溫度冷凍時(shí)在－5℃保持15 min以上，融解時(shí)在5℃以上的水中保持15 min以上。而在JIS標(biāo)準(zhǔn)中，進(jìn)行空氣中冷凍、空氣中融解法時(shí)，樣品的中心部位溫度冷凍時(shí)的最低溫度要在80 min以內(nèi)達(dá)到（－20±2）℃；融解時(shí)在20 min以內(nèi)必須達(dá)到10～30℃。另外，進(jìn)行空氣中冷凍、水中融解法時(shí)，樣品的中心部位溫度冷卻時(shí)的最低溫度為（－20±2）℃，融解時(shí)的最高溫度為（10±2）℃

對(duì)于抗熱震性，在ISO標(biāo)準(zhǔn)中，樣品在15℃低溫中保持5 min，立刻移到145℃烘箱中，如此循環(huán)10次；而JIS標(biāo)準(zhǔn)只要求將樣品放入比常溫清水溫度高110℃的烘箱中，保溫30 min后，將樣品放入常溫清水中保持5 min，進(jìn)行1次循環(huán)即可。

2．4 日本標(biāo)準(zhǔn)參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但修改了部分內(nèi)容

這部分JIS標(biāo)準(zhǔn)主要有：①抽樣和判定標(biāo)準(zhǔn)；②表面質(zhì)量、尺寸及大小頭、彎曲及直角度、里足形狀及深度、角磚角度的測(cè)定方法；③耐腐蝕性試驗(yàn)方法；④有釉磚抗釉裂性的試驗(yàn)方法。這些方法標(biāo)準(zhǔn)非等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，修改的主要依據(jù)是日本瓷磚市場(chǎng)的狀況，其區(qū)別如下：

1）抽樣和判定標(biāo)準(zhǔn)不同。ISO標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)計(jì)數(shù)2次抽檢及計(jì)量2次抽查來(lái)確定每個(gè)檢查項(xiàng)目的判定個(gè)數(shù)及判定值，在一定條件下根據(jù)第二次的檢查結(jié)果來(lái)判定是否合格。但這不被日本業(yè)界所接受，所以JIS標(biāo)準(zhǔn)以計(jì)數(shù)1次抽檢中各個(gè)檢查項(xiàng)目所規(guī)定的合格判定數(shù)量來(lái)判定檢查批次是否合格。

2）尺寸和表面質(zhì)量檢驗(yàn)方法不同。JIS標(biāo)準(zhǔn)主要增加了大小頭、里足的形狀及高度、角磚角度等的測(cè)定。大小頭是指正方形磚的4邊或長(zhǎng)方形磚相對(duì)兩邊的尺寸不吻合；里足是為了讓水泥灰漿或粘合劑粘得更好，在磚的底部設(shè)計(jì)的棱條或凹凸；角磚是由一面或幾面構(gòu)成的磚，主要應(yīng)用于開(kāi)口處、轉(zhuǎn)角處等。增加的項(xiàng)目是對(duì)ISO標(biāo)準(zhǔn)非常必要的補(bǔ)充。

3）耐化學(xué)腐蝕性試驗(yàn)方法不同。ISO標(biāo)準(zhǔn)中，有釉磚和無(wú)釉磚的試驗(yàn)方法是不同的。有釉磚采用表面接觸試驗(yàn)溶液的方法，酸和堿溶液浸泡時(shí)間為4 d，在家庭用化學(xué)試劑和游泳池鹽類溶液浸泡1 d；而無(wú)釉磚試樣的非切割邊必須完全浸入溶液中，且在溶液里浸泡12 d。JIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定無(wú)論是有釉磚還是無(wú)釉磚都以ISO標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)釉磚試驗(yàn)方法進(jìn)行，但浸泡時(shí)間只需8 h。

4）抗龜裂試驗(yàn)方法不同。在ISO標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定在試驗(yàn)壓力為（500±20）k Pa時(shí)，保持2 h；但在JIS標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在壓力為1 MPa時(shí)保持1 h以上。

本欄目責(zé)任編輯 聶保民