讀者信箱

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問：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的化合物（如在715℃左右時生成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，表面張力為128μN／m；瓷釉熔體在1 000℃時，表面張力為250～280μN／m。因此，當氧化鉛加入釉中時，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)實踐證明，鉛釉的成熟溫度要比無鉛釉的寬。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，都會產(chǎn)生光亮柔和悅目的色調。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。

問：陶瓷釉鉛溶出量超標有哪些原因？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的原因

1．1 陶瓷制品表面釉彩燒成結構影響鉛溶出量

陶瓷制品表面釉彩燒成結構是指陶瓷在燒成過程中，由表面施加的釉和顏料經(jīng)過相互熔合、滲透、擴散、冷卻、熔結等過程而形成的表面層結構。如果釉與顏料在熔融或接近熔融狀態(tài)燒結而成，在陶瓷制品表面就會形成一層致密、光滑的玻璃狀結構層。該致密的玻璃層結構保護著顏料中的鉛不被4%（V／V）乙酸溶出，使制品鉛的溶出量檢測結果偏低；反之，如果釉和顏料在燒成時不能形成一層致密的玻璃狀保護層，顏料雖與釉面有一定的燒結、熔合，但其只是依附在釉的表面上或形成的玻璃狀保護層不夠完全，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，造成鉛溶出量檢測結果偏高。

1．2 釉上彩陶瓷制品的鉛溶出量易超標

釉上彩裝飾是在燒成的陶瓷釉面上通過不同的方法進行彩飾，然后在較低溫度下（600～900℃）進行彩燒，使產(chǎn)品表面具有彩色畫面的一種裝飾方法。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、提高畫面的裝飾藝術效果。鉛是一種生物毒性元素，我國和美國的檢測標準對鉛的限量控制非常嚴格，但由于它特殊的物理、化學性質使其在陶瓷釉彩顏料配方中占據(jù)獨特的地位。到目前為止還未找到具有相同性質的替代品，一些試制的無鉛釉彩顏料裝飾效果都不盡人意，其畫面光亮度差。

釉上彩陶瓷制品的燒成溫度一般為750～850℃，沒有達到釉層的熔融溫度，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面上形成一層很薄、致密的玻璃層，從而導致顏料中鉛易溶出，導致鉛溶出量超標。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 燒成溫度對鉛溶出量的影響

玻璃層的形成通常與燒成溫度有關，溫度越高越有利于玻璃層的形成。但是燒成溫度是受到嚴格限制的，有的裝飾畫面在燒成過程中因顏料成分的熔化、擴散，而使畫面“走形”，釉熔化產(chǎn)生的流動也會破壞畫面，而且溫度過高還會使制品產(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，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；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源于釉彩顏料，因此要嚴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 選擇輥道烤花窯進行彩烤

對同一產(chǎn)品、同一花面，如選用不同結構烤花窯爐，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、勞動強度低、熱效率高、窯內(nèi)溫差小、通風效果好、彩烤周期短、產(chǎn)量大、鉛溶出量低等優(yōu)點。彩烤時應選用優(yōu)質重油作為燃料。

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

2．3 彩烤時加強通風

窯爐燒成溫度在500℃時，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)擴散在烤花窯內(nèi)，并逐漸地流向低溫階段。如果窯內(nèi)通風不佳，不能及時地將鉛蒸氣排到窯外，由于其密度較大，會重新沉積在瓷器的表面。若能加強通風，及時地將鉛排出窯外，就可達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，可重復地彩烤，顏料中鉛溶出量會隨彩烤次數(shù)的增加而減小，但重燒時溫度不能超過初燒時的彩烤溫度，否則產(chǎn)品的金邊會減薄或斷線條。

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，檢測第二次浸泡液鉛的溶出量，若未超標，則按該法處理的產(chǎn)品可以出廠；若超標，可采用4%（V／V）的乙酸進行3次或4次浸泡“去鉛”，直至達到要求。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，在自檢部門的配合下專門處理鉛溶出量易超標或已超標產(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；配備檢測設備和檢測人員，隨時抽檢每批產(chǎn)品的鉛溶出量，制定出嚴格的質量管理機制和測控體系；嚴把原料、用水、燃料和釉彩顏料的質量關，防止生產(chǎn)中多產(chǎn)生的廢液、廢渣、廢氣造成再次污染。

問：陶瓷磚日本標準和國際標準有哪些共同點和不同點？

答：1 兩個標準的共同點

陶瓷磚JIS標準（日本標準）和ISO標準（國際標準）所引用的方法標準中以下幾方面大致相同：

1）吸水率、顯氣孔率、容重的測定方法；

2）破壞強度和斷裂模數(shù)的測定方法；

3）無釉地磚的耐磨性試驗方法；

4）施釉地磚的耐磨性試驗方法；

5）施釉瓷磚鉛和鎘的溶出量的測定。

日本陶瓷磚標準中這幾個方法標準與國際標準整合程度很高，僅在國際標準的基礎上稍做調整，使這些方法標準更容易執(zhí)行。

2 兩個標準的不同點

2．1 國際標準采用，日本標準未采用

有5個方法標準在國際標準采用，但日本標準未采用，其分別是：①線性熱膨脹的測定；②濕膨脹的測定；③小色差的測定；④用恢復系數(shù)確定磚的抗沖擊性；⑤耐污性的測定。這5個方法標準中前4個標準不采用容易理解，耐污染性的測定在國際標準中是考核性項目，是比較重要的檢驗項目，但日本標準不采用，令人難以理解。實際情況是，日本全國瓷磚工業(yè)組合標準化委員會是考慮到在日本的瓷磚市場主流為外墻磚和室外地磚，采用ISO標準的基準和試驗方法，不能進行適當?shù)脑u價，并且難以獲得ISO標準中所規(guī)定的污染物質，故不將其列入JIS標準中。

2．2 國際標準中沒有的，日本標準中有

日本標準中有防滑性的測定方法和聯(lián)磚品質的測定方法，但國際標準中沒有。防滑性能的測試對陶瓷地磚而言是很重要的項目，《陶瓷磚》國際標準第17部分也有類似的測試標準，是采用靜摩擦系數(shù)法測定陶瓷地磚的防滑性，但由于各國對該方法意見不一致，導致該方法一直停留在草稿階段，沒有正式發(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，在市場上是比較常見的一種產(chǎn)品。該方法的制定是對國際標準的一個必要補充。聯(lián)磚品質的測定方法類似于我國國家標準中的陶瓷馬賽克標準。

2．3 國際標準和日本標準中都有，但兩者差別較大

陶瓷磚抗熱震性和抗凍性的測試在國際標準和日本標準中都有，但這兩個標準相差較大。

陶瓷磚抗凍性在ISO標準中規(guī)定，樣品的中心部位溫度冷凍時在－5℃保持15 min以上，融解時在5℃以上的水中保持15 min以上。而在JIS標準中，進行空氣中冷凍、空氣中融解法時，樣品的中心部位溫度冷凍時的最低溫度要在80 min以內(nèi)達到（－20±2）℃；融解時在20 min以內(nèi)必須達到10～30℃。另外，進行空氣中冷凍、水中融解法時，樣品的中心部位溫度冷卻時的最低溫度為（－20±2）℃，融解時的最高溫度為（10±2）℃

對于抗熱震性，在ISO標準中，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標準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，進行1次循環(huán)即可。

2．4 日本標準參考國際標準，但修改了部分內(nèi)容

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

1）抽樣和判定標準不同。ISO標準是根據(jù)計數(shù)2次抽檢及計量2次抽查來確定每個檢查項目的判定個數(shù)及判定值，在一定條件下根據(jù)第二次的檢查結果來判定是否合格。但這不被日本業(yè)界所接受，所以JIS標準以計數(shù)1次抽檢中各個檢查項目所規(guī)定的合格判定數(shù)量來判定檢查批次是否合格。

2）尺寸和表面質量檢驗方法不同。JIS標準主要增加了大小頭、里足的形狀及高度、角磚角度等的測定。大小頭是指正方形磚的4邊或長方形磚相對兩邊的尺寸不吻合；里足是為了讓水泥灰漿或粘合劑粘得更好，在磚的底部設計的棱條或凹凸；角磚是由一面或幾面構成的磚，主要應用于開口處、轉角處等。增加的項目是對ISO標準非常必要的補充。

3）耐化學腐蝕性試驗方法不同。ISO標準中，有釉磚和無釉磚的試驗方法是不同的。有釉磚采用表面接觸試驗溶液的方法，酸和堿溶液浸泡時間為4 d，在家庭用化學試劑和游泳池鹽類溶液浸泡1 d；而無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標準規(guī)定無論是有釉磚還是無釉磚都以ISO標準的無釉磚試驗方法進行，但浸泡時間只需8 h。

4）抗龜裂試驗方法不同。在ISO標準中，規(guī)定在試驗壓力為（500±20）k Pa時，保持2 h；但在JIS標準中規(guī)定在壓力為1 MPa時保持1 h以上。

本欄目責任編輯 聶保民