读者信箱

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问：氧化铅在陶瓷釉中有哪些作用？

答：1 助熔作用

氧化铅的熔化温度为886℃。氧化铅与SiO2、K2O在中低温下就能形成低熔点的化合物（如在715℃左右时生成3Pb O·2SiO2），促使铅釉在低温下熔融，降低釉烧温度。

2 降低釉的表面张力

氧化铅在1 000℃时，表面张力为128μN／m；瓷釉熔体在1 000℃时，表面张力为250～280μN／m。因此，当氧化铅加入釉中时，能够降低釉的表面张力，提高制品表面的均匀性和光滑度。

3 降低熔体的粘度

粘度的大小是由熔体中硅氧四面体网络连接程度决定的，O／Si比值越大，粘度越小。在釉中加入氧化铅，不仅能增大O／Si比值，而且由于Pb2＋具有极性，能减弱Si－O的化学键，降低釉的粘度。

4 增加釉面的光泽度

由于氧化铅的折射指数高，所以它的引入能使釉具有较好的光泽度。

5 拓宽釉的烧成温度范围

生产实践证明，铅釉的成熟温度要比无铅釉的宽。6 有利于着色氧化物发色

铅釉的颜色范围较宽，大多数着色氧化物一旦加到铅釉里，都会产生光亮柔和悦目的色调。不同温度下的铅釉颜色呈色都很漂亮，在陶瓷釉的生产中适用性强。

问：陶瓷釉铅溶出量超标有哪些原因？降低陶瓷釉铅溶出量的措施有哪些？

答：1 陶瓷釉铅溶出量超标的原因

1．1 陶瓷制品表面釉彩烧成结构影响铅溶出量

陶瓷制品表面釉彩烧成结构是指陶瓷在烧成过程中，由表面施加的釉和颜料经过相互熔合、渗透、扩散、冷却、熔结等过程而形成的表面层结构。如果釉与颜料在熔融或接近熔融状态烧结而成，在陶瓷制品表面就会形成一层致密、光滑的玻璃状结构层。该致密的玻璃层结构保护着颜料中的铅不被4%（V／V）乙酸溶出，使制品铅的溶出量检测结果偏低；反之，如果釉和颜料在烧成时不能形成一层致密的玻璃状保护层，颜料虽与釉面有一定的烧结、熔合，但其只是依附在釉的表面上或形成的玻璃状保护层不够完全，使得铅在4%（V／V）乙酸浸泡液中处于“露”或“半露”状态，铅易溶出，造成铅溶出量检测结果偏高。

1．2 釉上彩陶瓷制品的铅溶出量易超标

釉上彩装饰是在烧成的陶瓷釉面上通过不同的方法进行彩饰，然后在较低温度下（600～900℃）进行彩烧，使产品表面具有彩色画面的一种装饰方法。铅除作为釉彩颜料的熔剂以外，另一重要作用是产生光泽、提高画面的装饰艺术效果。铅是一种生物毒性元素，我国和美国的检测标准对铅的限量控制非常严格，但由于它特殊的物理、化学性质使其在陶瓷釉彩颜料配方中占据独特的地位。到目前为止还未找到具有相同性质的替代品，一些试制的无铅釉彩颜料装饰效果都不尽人意，其画面光亮度差。

釉上彩陶瓷制品的烧成温度一般为750～850℃，没有达到釉层的熔融温度，颜料不能沉入到釉层中，只是紧贴于釉层表面，即装饰颜料与釉不能在陶瓷彩绘画面上形成一层很薄、致密的玻璃层，从而导致颜料中铅易溶出，导致铅溶出量超标。釉中彩由于颜料中的铅成分被釉“包裹”，铅不易被溶出。釉下彩由于颜料完全被釉罩住或覆盖，颜料中的铅很难被4%（V／V）乙酸溶出，所以釉中彩和釉下彩日用陶瓷制品的铅溶出量偏低。

1．3 烧成温度对铅溶出量的影响

玻璃层的形成通常与烧成温度有关，温度越高越有利于玻璃层的形成。但是烧成温度是受到严格限制的，有的装饰画面在烧成过程中因颜料成分的熔化、扩散，而使画面“走形”，釉熔化产生的流动也会破坏画面，而且温度过高还会使制品产生裂缝、变形等。铅的溶出量不仅与制品的釉彩颜料、烧成温度有关，还与颜料配方中含铅量的高低，施釉彩颜料的厚度、面积和制品在窑炉中所处的位置有关；烧成工艺、浸泡液等因素的不同，其铅溶出量也不同。

2 降低陶瓷釉铅溶出量的措施

2．1 制定适宜的釉彩颜料配方铅主要来源于釉彩颜料，因此要严格控制颜料配方中铅的含量。大力发展釉中彩和釉下彩，减少使用釉上彩。在制作釉上彩时尽量选用含铅量低的贴花纸和手绘颜料。

2．2 选择辊道烤花窑进行彩烤

对同一产品、同一花面，如选用不同结构烤花窑炉，彩烤后制品的铅溶出量大不相同。研究表明，辊道烤花窑具有操作方便、劳动强度低、热效率高、窑内温差小、通风效果好、彩烤周期短、产量大、铅溶出量低等优点。彩烤时应选用优质重油作为燃料。

压电体的表面电极上所产生的电荷量与很多因素有关，D33工作模式的压电陶瓷两端的电压幅值V的理论计算公式如下[14]：

2．3 彩烤时加强通风

窑炉烧成温度在500℃时，花纸及颜料中的铅大量被挥发，在高温下有一部分呈气态扩散在烤花窑内，并逐渐地流向低温阶段。如果窑内通风不佳，不能及时地将铅蒸气排到窑外，由于其密度较大，会重新沉积在瓷器的表面。若能加强通风，及时地将铅排出窑外，就可达到降低制品铅溶出量的目的。

2．4 将制品多次彩烤

如果第一次彩烤的制品铅溶出量较高，可重复地彩烤，颜料中铅溶出量会随彩烤次数的增加而减小，但重烧时温度不能超过初烧时的彩烤温度，否则产品的金边会减薄或断线条。

2．5 用酸处理

1）将不合格制品在2%的硝酸溶液中浸泡7～12 h，取出后用清水冲冼擦干即可。这种处理方法效果明显、成本低。

2）按铅溶出量检测方法用4%～20%（V／V）的乙酸浸泡产品24 h以上，然后更换一次浸泡液，用4%（V／V）的乙酸浸泡液浸泡24 h±20 min，检测第二次浸泡液铅的溶出量，若未超标，则按该法处理的产品可以出厂；若超标，可采用4%（V／V）的乙酸进行3次或4次浸泡“去铅”，直至达到要求。该处理方法既适用于处理偶然“失误”状态，又适用于高成本的“超铅”产品。有条件的企业可建立“去铅”处理车间，在自检部门的配合下专门处理铅溶出量易超标或已超标产品。

另外，在陶瓷釉上彩和“唇边”装饰中不要艳装浓抹，尽量少使用彩料；配备检测设备和检测人员，随时抽检每批产品的铅溶出量，制定出严格的质量管理机制和测控体系；严把原料、用水、燃料和釉彩颜料的质量关，防止生产中多产生的废液、废渣、废气造成再次污染。

问：陶瓷砖日本标准和国际标准有哪些共同点和不同点？

答：1 两个标准的共同点

陶瓷砖JIS标准（日本标准）和ISO标准（国际标准）所引用的方法标准中以下几方面大致相同：

1）吸水率、显气孔率、容重的测定方法；

2）破坏强度和断裂模数的测定方法；

3）无釉地砖的耐磨性试验方法；

4）施釉地砖的耐磨性试验方法；

5）施釉瓷砖铅和镉的溶出量的测定。

日本陶瓷砖标准中这几个方法标准与国际标准整合程度很高，仅在国际标准的基础上稍做调整，使这些方法标准更容易执行。

2 两个标准的不同点

2．1 国际标准采用，日本标准未采用

有5个方法标准在国际标准采用，但日本标准未采用，其分别是：①线性热膨胀的测定；②湿膨胀的测定；③小色差的测定；④用恢复系数确定砖的抗冲击性；⑤耐污性的测定。这5个方法标准中前4个标准不采用容易理解，耐污染性的测定在国际标准中是考核性项目，是比较重要的检验项目，但日本标准不采用，令人难以理解。实际情况是，日本全国瓷砖工业组合标准化委员会是考虑到在日本的瓷砖市场主流为外墙砖和室外地砖，采用ISO标准的基准和试验方法，不能进行适当的评价，并且难以获得ISO标准中所规定的污染物质，故不将其列入JIS标准中。

2．2 国际标准中没有的，日本标准中有

日本标准中有防滑性的测定方法和联砖品质的测定方法，但国际标准中没有。防滑性能的测试对陶瓷地砖而言是很重要的项目，《陶瓷砖》国际标准第17部分也有类似的测试标准，是采用静摩擦系数法测定陶瓷地砖的防滑性，但由于各国对该方法意见不一致，导致该方法一直停留在草稿阶段，没有正式发布。联砖是为了施工方便，而将多片瓷砖连接在一起的制品，在市场上是比较常见的一种产品。该方法的制定是对国际标准的一个必要补充。联砖品质的测定方法类似于我国国家标准中的陶瓷马赛克标准。

2．3 国际标准和日本标准中都有，但两者差别较大

陶瓷砖抗热震性和抗冻性的测试在国际标准和日本标准中都有，但这两个标准相差较大。

陶瓷砖抗冻性在ISO标准中规定，样品的中心部位温度冷冻时在－5℃保持15 min以上，融解时在5℃以上的水中保持15 min以上。而在JIS标准中，进行空气中冷冻、空气中融解法时，样品的中心部位温度冷冻时的最低温度要在80 min以内达到（－20±2）℃；融解时在20 min以内必须达到10～30℃。另外，进行空气中冷冻、水中融解法时，样品的中心部位温度冷却时的最低温度为（－20±2）℃，融解时的最高温度为（10±2）℃

对于抗热震性，在ISO标准中，样品在15℃低温中保持5 min，立刻移到145℃烘箱中，如此循环10次；而JIS标准只要求将样品放入比常温清水温度高110℃的烘箱中，保温30 min后，将样品放入常温清水中保持5 min，进行1次循环即可。

2．4 日本标准参考国际标准，但修改了部分内容

这部分JIS标准主要有：①抽样和判定标准；②表面质量、尺寸及大小头、弯曲及直角度、里足形状及深度、角砖角度的测定方法；③耐腐蚀性试验方法；④有釉砖抗釉裂性的试验方法。这些方法标准非等同采用国际标准，修改的主要依据是日本瓷砖市场的状况，其区别如下：

1）抽样和判定标准不同。ISO标准是根据计数2次抽检及计量2次抽查来确定每个检查项目的判定个数及判定值，在一定条件下根据第二次的检查结果来判定是否合格。但这不被日本业界所接受，所以JIS标准以计数1次抽检中各个检查项目所规定的合格判定数量来判定检查批次是否合格。

2）尺寸和表面质量检验方法不同。JIS标准主要增加了大小头、里足的形状及高度、角砖角度等的测定。大小头是指正方形砖的4边或长方形砖相对两边的尺寸不吻合；里足是为了让水泥灰浆或粘合剂粘得更好，在砖的底部设计的棱条或凹凸；角砖是由一面或几面构成的砖，主要应用于开口处、转角处等。增加的项目是对ISO标准非常必要的补充。

3）耐化学腐蚀性试验方法不同。ISO标准中，有釉砖和无釉砖的试验方法是不同的。有釉砖采用表面接触试验溶液的方法，酸和碱溶液浸泡时间为4 d，在家庭用化学试剂和游泳池盐类溶液浸泡1 d；而无釉砖试样的非切割边必须完全浸入溶液中，且在溶液里浸泡12 d。JIS标准规定无论是有釉砖还是无釉砖都以ISO标准的无釉砖试验方法进行，但浸泡时间只需8 h。

4）抗龟裂试验方法不同。在ISO标准中，规定在试验压力为（500±20）k Pa时，保持2 h；但在JIS标准中规定在压力为1 MPa时保持1 h以上。

本栏目责任编辑 聂保民