[发明专利]一种45度镜向光泽度损失测量法检测骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的方法

权利要求书

1.一种骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的检测方法，检测步骤包括：（1）样品制备及前处理；（1）室温试验；（3）加热试验；（4）试验结果计算；（5）数据修约；（6）性能判定；其特征在于应用光泽度仪对以45度镜向光泽度损失G_A表征的骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能进行精准定量检测，具体的：在室温试验步骤中：

（2）对骨质瓷样品进行化学腐蚀实验前，先在符合GB/T 3295-1996《陶瓷制品45度镜向光泽度试验方法》标准规定的实验条件下，对仪器进行零点校准；并采用经检定合格的陶瓷光泽度工作标准板对仪器进行校核，同时将光泽度仪的测量模式设定为连续测量3次、自动求平均值；

然后，按照图1所示，在每个试样的待测釉面上选取五个测点位置A、B、C、D、E；记录各测点的位置和方向，使用仪器分别测定上述五个测点位置处的45度镜向光泽度，取其算术平均值作为该试样承受化学腐蚀前釉面光泽度的数值；计算每组试样光泽度的算术平均值，每个试样的光泽度值应不大于该组试样光泽度平均值的5%，否则更换试样重新试验；

（3）每隔2h±2min使用光泽度仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的45度镜向光泽度，取其算术平均值作为该试样经某种化学试剂腐蚀特定时间后釉面光泽度的数值；在加热试验步骤中：

（4）对骨质瓷试样进行加热试验前，先在符合GB/T 3295-1996《陶瓷制品45度镜向光泽度试验方法》标准规定的实验条件下，对仪器进行零点校准；并采用经检定合格的陶瓷光泽度工作标准板对仪器进行校核，同时将光泽度仪的测量模式设定为连续测量3次、自动求平均值，然后按照图1所示，在每个试样的待测釉面上选取五个测点位置A、B、C、D、E；记录各测点的位置和方向;

使用仪器分别测定上述五个测点位置处的45度镜向光泽度，取其算术平均值作为该试样承受化学腐蚀前釉面光泽度的数值；计算每组试样光泽度的算术平均值，每个试样的光泽度值应不大于该组试样光泽度平均值的5%，否则更换试样重新测量；

（5）每隔2h±2min使用泽度仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的45度镜向光泽度，取其算术平均值作为该试样经某种化学试剂在加热条件下腐蚀特定时间后釉面光泽度的数值，在试验结果计算时：

每个试样的45度镜向光泽度测定值由仪器直接读取，根据GB/T 3295-1996中相关公式计算其经化学试剂腐蚀后的光泽度损失值G_A^′，每组骨质瓷试样经不同类别、不同温度的化学试剂腐蚀后的光泽度损失值G_A为该组各个试样光泽度损失绝对值|G_A^′|最大值的算术平均值；

在性能判定时：

（6）针对室温和加热两种不同的试验温度条件，在每种酸性、碱性及中性化学试剂对骨质瓷试样的持续腐蚀过程中，选取特定周期内每间隔2h所测得试样较其承受化学腐蚀之前相比釉面45度镜向光泽度损失绝对值|G_A^′|的最大值作为该试样承受这一试剂化学腐蚀性能的评价指标；每组骨质瓷样品耐该试剂化学腐蚀性能的评价指标为其3个试样蚀后光泽度损失绝对值|G_A^′|最大值的平均值；

（7）取自每组不同骨质瓷样品的3个试样经同一种化学试剂持续侵蚀特定周期后，当某个试样45度镜向光泽度损失绝对值|G_A^′|的最大值大于此组试样45度镜向光泽度损失值G_A的10%时，要重新提取一组样品重复实验；计算前后两组骨质瓷样品经这一试剂侵蚀特定周期后各个试样光泽度损失绝对值|G_A^′|最大值的平均值，如果某个试样光泽度损失绝对值|G_A^′|的最大值大于这两组6个样品光泽度损失绝对值|G_A^′|的最大值算术平均值的10%，则弃之；取剩余试样光泽度损失绝对值|G_A^′|最大值的平均值作为该批次骨质瓷样品耐此化学试剂侵蚀性能的判定参数进行评价。

2.根据权利要求1所述的骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的检测方法，其特征在于，具体的检测步骤是：（1）样品制备及前处理1.1 骨质瓷样品的数量及规格将同一厂家、同一生产批次，器型、规格、尺寸相同，表面无裂纹、无疵点、无彩饰、无缺釉、无针孔等缺陷的骨质白瓷平盘作为测试样品，以取自不同样品的3个骨质瓷试样作为一组；平盘样品提取应满足室温试验及加热试验所用试样数量要求；

（1）室温试验的试样数量及规格

对于室温试验方法，试样数量为11组，每组试样只用于一种试剂的侵蚀试验，每个试样的切割尺寸为(60±3)mm×(60±3)mm，厚度不大于6mm；应确保试样待测部位覆有釉面且平整，平坦部位的面积应大于盖子的直径；

（2）加热试验的试样数量及规格

对于加热试验方法，试样数量为8组，每组试样只用于一种试剂的侵蚀试验，每个试样的切割尺寸为(80±4)mm×(80±4)mm, 厚度不大于6mm；

（3）试样前处理

试验前应将试样充分洗净，先用中性洗涤剂清洗，然后分别用自来水和蒸馏水冲洗干净，

将洗净后的试样用清洁毛巾吸干，放入温度为100℃±5℃的干燥箱内烘烤60min，并将烘干后的试样移入硅胶干燥器中冷却2h以上；

（4）室温试验

4.1 对骨质瓷样品进行化学腐蚀实验前，首先在符合标准GB/T 3295-1996《陶瓷制品45度镜向光泽度试验方法》规定的实验条件下，打开光泽度仪的电源开关，按照仪器操作规程预热一定时间后，对仪器进行零点校准;

然后采用经检定合格的陶瓷光泽度工作标准板对仪器进行校核；同时将光泽度仪的测量模式设定为连续测量3次、自动求算术平均值；

4.2 按照图1所示，在每个试样的待测釉面上依次选取五个测量点，其中测点A的位置为试样的几何中心，测点B、C、D、E的位置分别为该试样正方形表面两条对角线长度的四分之一点处；测量并记录各测点的位置；

4.3 使用仪器分别测定A、B、C、D、E五个测点位置处的45度镜向光泽度，取其算术平均值作为该试样承受化学腐蚀前釉面光泽度的数据；尽量使骨质瓷试样的被测表面与光泽度仪的测量窗口工作面相接触；

4.4 用移液枪移取3.0ml±0.3ml表1中所列的11种试验溶液，分别滴加于11组骨质瓷试样的釉面上，用L棒将试样表面的化学溶液涂抹均匀，并完全覆盖A、B、C、D、E五个测点位置，然后迅速将盖子倒扣在试样上，使其盖住整个试验区域；

4.5 在整个试验过程中试剂作用时间和环境温湿度条件应符合表1的规定，并满足遮光要求；

4.6 每隔2h±2min移除盖子，用蒸馏水将试验区域冲洗干净并用无氟滤纸吸干，重复上述2.3操作步骤，使用光泽度仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的45度镜向光泽度，取其算术平均值作为该试样经某种化学试剂腐蚀特定时间后釉面光泽度的数据；

4.7 待室温溶液腐蚀时间满足10h±10min后，终止试验；

表1 室温试验用化学试剂及试验条件

（5）加热试验

5.1 对骨质瓷试样进行加热试验前，重复上述室温试验中第2.1~2.3操作步骤，使用光泽度仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的45度镜向光泽度，取其算术平均值作为该试样承受化学腐蚀前釉面光泽度的数据；

5.2 加热试验所用装置为平底圆形反应器，结构见图2；按照图示连接试验装置，将待测试样放入反应容器底部，使其釉面待测试验区域朝上；

5.3 将1000mL符合表2规定的试验溶液由回流冷凝器的接口处注入反应容器内，使溶液充分浸没试样；安装好回流冷凝器，用橡胶塞密封试验装置；

5.4 通入冷却水，接通电热圈电源，用温度计测量试验温度，温度计的水银球应处于试验溶液液面高度一半的位置;

在整个试验过程中，溶液温度应符合表2规定并保持恒定，从试验溶液达到规定的温度范围开始计时；

5.5 在试验期间，对于处于沸腾状态的试验溶液，应将冷凝液收集器的收集速度控制在8mL/3min～10mL/3min；

5.6 每隔2h±2min停止加热一次，待反应瓶内的试验溶液冷却后，用长柄夹取出试样，然后用蒸馏水充分冲洗并用滤纸吸干试样表面的水分;

5.7 使用光泽度仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处釉面的45度镜向光泽度；取其算术平均值作为该试样经某种化学试剂在加热条件下腐蚀特定时间后釉面光泽度的数据；

5.8 到达表2规定的试验周期后，停止加热并终止试验；

注：1.试验过程中不需要测温时，应用橡胶塞将反应瓶的测温孔密封；

(6).调整试验溶液时，应尽快将反应瓶内原有溶液倒出，待试验装置冷却后将其拆卸并用自来水冲洗（1～2）遍，然后用蒸馏水充分冲洗；

表2 加热试验用化学试剂及试验条件

试验溶液试验时间试验温度110g/L的柠檬酸溶液10h±10min100℃±5℃11%（体积分数）的乙酸溶液15h±20min100℃±5℃10%（质量分数）的盐酸溶液10h±10min100℃±5℃20%（质量分数）的硫酸溶液15h±20min100℃±5℃30g/L的氢氧化钠溶液10h±10min65℃±3℃4g/L的焦磷酸钠溶液10h±10min100℃±5℃4%（质量分数）的碳酸钠溶液30h±35min65℃±3℃2.0g/L的硬脂酸钠溶液36h±35min65℃±3℃

（7）结果计算

7.1每个试样蚀后光泽度损失G_A^′的计算公式

每个试样的光泽度测定值由仪器直接读取，其遭受化学试剂腐蚀后的光泽度损失计算公式见式(1) ：

G_A^′=(G₀^′-G_F^′)÷G₀^′×100%…………………………………………………(1)

式中：

G_A^′——每个试样遭受化学腐蚀后的光泽度损失值；

G₀^′——每个试样遭受化学腐蚀前的光泽度；

G_F^′——每个试样遭受化学腐蚀后的光泽度;

7.2每组试样蚀后光泽度损失G_A的计算公式

每组试样遭受化学腐蚀后的光泽度损失值为其3个试样光泽度损失的算术平均值，其计算公式见式(2):

G_A=(|G_A1^′|+|G_A2^′|+|G_A3^′|)÷3……………………………………………………(2)

式中：

G_A——每组试样遭受化学腐蚀后的光泽度损失值；

|G_A1^′|、|G_A2^′|、|G_A3^′|——每组各试样遭受化学腐蚀后光泽度损失绝对值的最大值;

（8）数据修约

参考GB/T 3295-1996《陶瓷制品45度镜向光泽度试验方法》中有关数据修约规定, 45度镜向光泽度测定值保留小数点后一位数字；本专利方法规定其光泽度损失值计算结果保留小数点后一位数字；

（9）性能判定

9.1骨质瓷釉面耐化学腐蚀性能评价指标的确定

基于性能评价标准的科学性和规范性要求，本发明针对骨质瓷试样在不同实验温度的条件下，经不同类别、不同浓度的化学试剂持续作用一定时间后，釉面颜色的变化趋势呈现互不相同的特点；在参考借鉴美标ASTM C 283-2013《Standard Test Methods for Resistance of Porcelain Enameled Utensils to Boiling Acid搪瓷器皿耐沸腾酸腐蚀的标准试验方法》对搪瓷釉面耐沸腾酸液腐蚀性能相关评价规定的基础上；针对室温和加热两种不同的试验温度条件，在每种酸性、碱性及中性化学试剂对骨质瓷试样的持续腐蚀过程中，选取特定周期内每间隔2h所测得试样较其承受化学侵蚀之前相比釉面45度镜向光泽度损失绝对值|G_A^′|的最大值作为该试样承受这一试剂化学腐蚀性能的评价指标；每组骨质瓷样品耐该试剂化学腐蚀性能的评价指标为其3个试样蚀后光泽度损失绝对值|G_A^′|最大值的算术平均值；

9.2 骨质瓷釉面耐化学腐蚀性能的判定依据

根据数据分析准则和行业通用规则，采取以下分级判定标准：

G_A≤10% 为光泽度损失无变化，耐化学腐蚀性能良好；

20%≥G_A＞10% 为光泽度损失不明显，耐化学腐蚀性能一般；

30%≥G_A＞20% 为光泽度损失明显，耐化学腐蚀性能较差；

G_A＞30% 为光泽度损失很明显，耐化学腐蚀性能非常差；

9.3 每组骨质瓷样品釉面耐化学腐蚀性能评价结果的判定

取自每组不同骨质瓷样品的3个试样经同一种化学试剂持续侵蚀特定周期后，当某个试样45度镜向光泽度损失绝对值|G_A^′|的最大值大于此组试样光泽度损失G_A的10%时；需要重新提取一组样品重复上述实验步骤；

计算前后两组骨质瓷样品经这一试剂侵蚀特定周期后各个试样釉面光泽度损失绝对值|G_A^′|最大值的算术平均值，如果某个试样光泽度损失绝对值|G_A^′|的最大值大于这两组6个样品光泽度损失绝对值|G_A^′|最大值算术平均值的10%，则弃之；取剩余试样光泽度损失绝对值|G_A^′|最大值的算术平均值作为该批次骨质瓷样品耐此化学试剂侵蚀性能的判定参数，并按照6.2给出的性能判定依据进行评价。