戴亞鵬,文圓,劉明泉,涂彥珣,黃慧超,潘婷
(1.中國輕工業陶瓷研究所,景德鎮 333000;2.江西省陶瓷檢測中心,景德鎮 333000;3.景德鎮陶瓷大學,景德鎮 333403;4.蒙娜麗莎集團股份有限公司,佛山 528211)
日用陶瓷是人們日常生活中使用最廣泛的器具,近年來隨著人們生活水平的提高,大家對日用陶瓷的品質要求也有所提升。日用陶瓷的抗熱震性[1]是指日用陶瓷制品抵抗外界溫度急劇變化而不出現裂紋或者不破損的能力,是產品重要的物理性能指標。如果抗熱震性不合格,日用陶瓷產品在使用中容易炸裂或釉裂,輕則縮短日用陶瓷的使用壽命,重則燙傷、割傷消費者。抗熱震性較差的產品在使用過程中容易出現后期龜裂、釉上裝飾花面破壞等問題,同時影響產品后期的鉛鎘遷移,國外已有相關文獻報道。只有正確的工藝過程才能使產品具有較好的抗熱震性,否則將會嚴重影響產品的使用壽命,損害消費者的利益[2]。
原國家標準GB/T 3298-2008[3]采用定溫測試法,即將5件樣品從規定的高溫直接降到規定的低溫的方式,通過觀察樣品是否有裂紋或破損的出現,來判定該產品是否合格。規定的高溫度值是根據產品標準對抗熱震性要求來進行確定的。通過這種檢測方法主要是判定該種材質的產品是否符合產品標準要求,卻無法測出這種材質的產品抗熱震性能承受的極限溫度,無法判定不同工廠生產的同一材質的產品抗熱震性的優良與差異。今年新發布的GB/T 3298-2022[4]在原有標準的基礎上增加了“遞增性試驗法”,通過該方法可以確定不同材質的產品抗熱震性適用的溫度范圍,讓企業定量了解生產產品的抗熱震性情況,更好地指導生產,讓國外客商了解產品抗熱震性的差異情況,讓消費者了解產品抗熱震性的實際情況,以確認合適的溫度使用范圍。
新修訂的標準GB/T 3298-2022將適用范圍由“本標準適用于陶器、炻器、瓷器”修改為“本文件適用于日用陶器、瓷器”。按照GB/T 5001-2018《日用陶瓷分類》標準,日用陶瓷器分為“陶器、瓷器”二大類,炻器劃歸為瓷器類,因此新標準將“炻器”刪除。
新修訂的標準GB/T 3298-2022將樣品要求由“同一生產批的規格相同、器型相同的5件產品”修改為“同一生產批次的規格和器型相同的產品中抽取至少5件樣品”。參考了ASTM C 554-1993(2016)[5]和BS EN 1183:1997[6]等國外標準對有關試樣數量的要求,加之新增的遞增性試驗中引入了樣本標準差,而樣本量越大越能反映真實的情況,所以樣品數量修改為至少要5件。
新修訂的標準GB/T 3298-2022將控制溫度由“依據各類產品標準對抗熱震性要求設定控制溫度”修改為“可按產品標準或合同規定的抗熱震性要求進行設定”,因加熱爐的設定溫度不僅可以依據各類產品標準,也可以根據合同中的相關規定進行設定。
新修訂的標準GB/T 3298-2022將樣品入水時間由“15s內”修改為“10s內”,保溫結束后樣品15s內入水,溫度可能會下降較多,導致由不同時長引起的結果偏差較大;而10s不僅足夠完成測試樣品垂直投入水中的操作,而且能減少結果偏差。
新修訂的標準GB/T 3298-2022里的試驗報告主要是增加了遞增性試驗的內容,包括測試次數、每次測試溫度值、每次測試出現可見缺陷的試樣數、試樣累計出現可見缺陷時的測試溫度值、抗熱震性指數及樣本標準差。
新修訂的標準GB/T 3298-2022新增了遞增性試驗方法和試驗數據處理方法。遞增性試驗方法要求爐溫初始設定溫度為120℃,每次遞增溫度為20℃,每個測試溫度點只做一次熱交換試驗。為了驗證該遞增性試驗方法,試驗選取了不同材質和器型規格的日用陶瓷樣品進行了實驗測試。
部分樣品的測試數據見表1-表5。

表2 (骨質瓷樣品抗熱震性檢驗結果)

表5 (高石英瓷樣品抗熱震性檢驗結果)

表3 (日用精陶樣品抗熱震性檢驗結果)

表4 (鎂質強化瓷樣品抗熱震性檢驗結果)
從本次試驗結果可以發現,不同材質和器型規格的日用陶瓷樣品的抗熱震性能力各有不同。原有標準的測試方法只能定性了解產品在一定溫度下的抗熱震性,無法判定這種材質或類型的產品抗熱震性能承受的極限溫度,也無法客觀地反映該產品的質量。目前國外日用陶瓷器抗熱震性的測試方法標準大都采用了類似的階梯溫差法,因此本次新修訂的標準中新增的遞增性試驗方法不僅可以讓企業和消費者更好地了解產品抗熱震性的實際情況,而且為與國際標準方法相接軌做準備。
1)新修訂的標準GB/T 3298-2022與原標準GB/T 3298-2008相比,主要內容變化如下:修改了適用范圍、修改了樣品要求、修改了按抗熱震性要求設定控制溫度、修改了樣品入水的時間要求、新增了遞增性試驗方法和試驗數據處理方法及修改了試驗報告的要求。
2)新修訂的標準不僅可以讓企業定量了解生產產品的抗熱震性情況,更好地指導生產;讓消費者了解產品抗熱震性的實際情況,以確認溫度使用范圍;為與國際標準方法相接軌做準備,讓國外客商了解產品抗熱震性的差異情況。
3)新修訂的標準執行后,陶瓷行業不僅可以依照新標準指導生產監控,而且可滿足新形勢下人們對日用陶瓷的高品質要求,達成較高的消費者滿意度,從而直接影響市場需求,增加行業的社會效益和經濟效益。