探討分析化學(xué)在陶瓷材料檢測中的應(yīng)用

李旭光

青島建友工程檢測有限公司 山東青島 266510

分析化學(xué)是檢測陶瓷材料的一種重要方法，使用該方法能夠有效檢測陶瓷的材料組成情況。陶瓷材料檢測工作是陶瓷制作企業(yè)的重要工作內(nèi)容，為確保制作出來的陶瓷能夠符合國家的要求，有必要使用分析化學(xué)對陶瓷材料的成分進行檢測[1]。

1 分析化學(xué)概述

分析化學(xué)為一門專門用來研究物質(zhì)組成、物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及物質(zhì)形態(tài)等的學(xué)科，該學(xué)科屬于化學(xué)學(xué)科的一個重要分支，使用分析化學(xué)能夠準確鑒定物質(zhì)的主要組成成分，有助于相關(guān)研究工作和生產(chǎn)工作的開展。分析化學(xué)具有很高的使用價值和研究價值，對人類的發(fā)展意義重大。當下分析化學(xué)被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)勘察、地理環(huán)境監(jiān)測、臨床化驗、農(nóng)藥檢測、能源檢測以及室內(nèi)例行分析等工作中，在社會生產(chǎn)以及人們的日常生活中發(fā)揮著巨大的作用。使用分析化學(xué)分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及組成成分時，要盡量保證方法步驟簡單，在精度有保證的前提下，實現(xiàn)對物質(zhì)具體組成充分以及物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的檢測。使用方法簡單、步驟較少且操作靈活的化學(xué)分析方法，能夠有效降減少陶瓷材料檢測時間和檢測精力，同時還能確保檢測質(zhì)量能夠符合國家相關(guān)要求，檢測精度能夠達到檢測標準。例如，一些金店收購金銀珠寶后，都會使用試金石對珠寶的組成成分進行檢測，根據(jù)檢測的結(jié)果，對金銀珠寶進行分類?；瘜W(xué)分析方法也同樣適用于其他行業(yè)，近年來該方法取得的效果明顯。這種方法雖然不能和原子吸收光譜法等物質(zhì)檢測方法相比，但是卻能夠?qū)崿F(xiàn)對各種物質(zhì)組成充分的細致檢測。氧化鋯為陶瓷的主要組成成分，因此本文將以氧化鋯為例，設(shè)計試驗對陶瓷中的氧化鋯成分進行檢測[2]。

2 分析化學(xué)在陶瓷材料檢測中的應(yīng)用

2.1 化學(xué)滴定分析法

化學(xué)滴定分析方法為一種比較傳統(tǒng)的化學(xué)組成成分分析方法，該檢測方法具有成本低、檢測精度高等優(yōu)點，使用該方法能夠有效檢測出物質(zhì)的具體組成成分。化學(xué)滴定分析方法又分為酸堿滴定分析法、氧化還原滴定分析法以及洛河滴定分析法三種方法，當前這三種分析方法被大量應(yīng)用于陶瓷材料成分檢測中。同時，檢測陶瓷材料中氧化鋯的方法也有多種，本文主要介紹化學(xué)滴定分析法中的氧化鋯硫酸銨滴定分析法。

第一步，稱取2.0克氧化鋯粉，并將氧化鋯粉放置到容量為200毫升的燒杯中。第二步，往燒杯中加入5克硫酸銨和5毫升硫酸，使用表面皿將燒杯蓋嚴。第三步，將燒杯置于調(diào)壓爐上，對氧化鋯粉進行加熱，當氧化鋯粉完全溶解且呈透明狀態(tài)時，停止加熱。第四步，當燒杯中的氧化鋯完全冷卻下來后，向燒杯中加入適量水，對氧化鋯粉進行稀釋，之后將燒杯中的氧化鋯轉(zhuǎn)移到容量為250毫升的容量瓶中。第五步，往容量瓶中加入適量水對氧化鋯進行稀釋，進行搖勻，將該容量瓶中的液體記為溶液A。第六步，取50毫升A液體放入到另一個容量為250毫升的容量瓶B中，并往瓶中加入EDTA標準溶液至250毫升的刻度線下方。之后需要往B容量瓶中加入1毫升濃硫酸并進行煮沸，當B容量瓶中的液體被滴定為橙黃色時，再進行加熱煮沸。第七步往B容量瓶中加入兩滴二甲酚橙，再進行煮沸。此后，需要再次滴加EDTA標準溶液將B容量瓶中的液體滴定為橙黃色，確保顏色不會再發(fā)生改變后，即可停止滴定。整個過程需要實時記錄ETDA標準溶液的體積[3]。

使用上述的滴定方法能夠準確測定出陶瓷材料中的氧化鋯成分，測定精度為99%，通過計算，能夠得出上述過程中使用的氧化鋯粉的具體含量為99.97%，由此可知由該氧化鋯粉（ZrO2）組成的陶瓷擁有0.03%的其他物質(zhì)成分。

2.2 XRD 晶相分析法

XRD晶相分析法又稱為X射線衍射分析法，屬于一種最常用、最基礎(chǔ)的化學(xué)分析方法，使用該方法能夠準確測定出陶瓷材料中氧化鋯的具體組成占比。XRD晶相分析法的化學(xué)測定原理為利用X射線能夠在晶體以及非晶體中發(fā)生衍射和散射效應(yīng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對物質(zhì)物相的定量分析、定性分析、不完整性分析以及結(jié)構(gòu)分析等。使用該方法進行陶瓷材料檢測，當X光線穿過陶瓷材料單晶相和多晶相時，會形成一個衍射圖譜，且該圖譜唯一，不會和其他圖譜相重合。此時通過查閱PDF卡片，即可確定陶瓷材料的具體組成，明確氧化鋯在陶瓷材料中所占的比例。對于組成成分未知的陶瓷材料，也可使用該方法進行組成成分測定。XRD晶相分析法具有測定精度高、測定效率高等優(yōu)點，因此為一種比較好的陶瓷材料檢測技術(shù)。

2.3 激光粒度分析法

當下我國的激光粒度分析法已經(jīng)有了很大的進展，在物質(zhì)組成成分檢測方面取得了很明顯的成效。很多數(shù)據(jù)檢測機構(gòu)、材料檢測企業(yè)以及科研中心均使用該技術(shù)進行粉體粒度分布的測定，獲得的測定結(jié)果也比較精確，具有很高的參考價值。目前我國依然使用篩分法對許多工業(yè)產(chǎn)品的組成成分進行測定，該方法具有操作復(fù)雜、花費時間比較長以及檢測成本較高等缺點，因此不建議用來檢測相關(guān)物質(zhì)的組成成分。激光粒度分析法具有很大的發(fā)展優(yōu)勢，能夠精確測定出相關(guān)物質(zhì)的具體組成成分，因此各制造企業(yè)以及科研中心可將該技術(shù)進行大面積推廣使用。例如，使用該方法對上述氧化鋯粉進行充分測定，能夠準確得出由該氧化鋯粉組成的陶瓷材料ZrO2的占比為99.997%，由此可見激光粒度分析法的檢測精確度非常高，因此可進行全面推廣使用。

3 結(jié)語

綜上所述，陶瓷在社會生產(chǎn)生活中扮演著重要的角色，開展陶瓷材料檢測工作對實驗以及生產(chǎn)等都具有重要的指導(dǎo)意義。有必要利用化學(xué)滴定分析法、XRD晶相分析以及激光粒度分析法對陶瓷進行材料檢測，提高陶瓷材料的檢測精度。