非遗大吴泥塑的泥料组分分析

刘亦葵 梁子兰 柳长泽 蔡晓红 李勤真 卢雪平 黄俊生 吴云影 衷明华

(韩山师范学院化学系，广东 潮州 521041)

1 引言

非物质文化遗产大吴泥塑制作工艺精细，在民俗活动中广泛使用，具有很高的历史、文化、艺术价值和收藏价值。有较多学者对其制作工艺以及历史价值进行了调查和研究，但鲜有对大吴泥塑的泥料成分进行分析，且认识泥塑的成分有助于提高制作者对泥塑材料的掌控。

2 实验部分

2.1 仪器和试剂

仪器：DHF-82多元素快速分析仪(湘潭三联仪器有限公司)，750℃马弗炉，瓷坩埚。

试剂：样品(潮州潮安县浮洋镇大吴村大吴泥塑泥料)1.0 g，硅酸钠(NaSiO3·9H2O)25g，高纯铝片(99.99%)1.059 g，Fe2O30.5000 g，TiO20.4000 g，碳酸钙1.7848g等。

2.2 实验方法

2.2.1 样品前处理

(1)待分析样品必须研磨至75μm(200目)以下。

(2)样品的称量

称取未烘干的样品供分析测试用，再另测样品的水分，予以扣除。测定水分的样品又可以继续作烧失量。

(3)水分的测定

称取1.0 g试样于已恒重的中瓷坩埚，于105-110℃烘干2小时以上，然后放入干燥器中，冷却至室温后称量。(约15-20分钟)。

(4)水分的计算

按(1)式计算水分的百分含量：

水分含量=(m1-m2)/m×100%

(1)

式中：m1-烘样前试样与坩埚的重量和，g

m2-烘样后试样与坩埚的重量和，g

m-试样重量，g

(5)烧失量的测定

将第三项中已烘去水分的样品和坩埚放入马弗炉中灼烧，自600℃以下逐渐升温至所要求的温度。熔块釉在650-750℃灼烧1小时，常规样品在950-1000℃灼烧1小时，取出稍冷后置于干燥器中冷却至室温(约20分钟)后称重，记作m3。

(6)烧失量的计算

按(2)式计算烧失量的百分含量：

烧失量=(m2-m3)/[m×(1-水分%)]×100%

(2)

式中：m2-烘样后试样与坩埚的重量和，g

m3-灼烧后试样与坩埚的重量和，g

m-试样重量，g

(7)分析各元素时，不同含量样品的大约称样量

称样量根据样品中SiO2、Al2O3的含量来确定。SiO2、Al2O3的含量越高，称样量越少。称样量就低不就高。基本条件为：

①含SiO270%以下，称取150mg样品，含70%以上的样品，按比例减少称样量；

②含Al2O328%以下的样品，称取150 mg，含28%-38%的样品称取100 mg，含80%-88%的矾土样称取50 mg；

将称得的样品重量m，扣除水分后输入电脑参与计算：

输入电脑的样品重=m×(1-水分%)。

(8)样品溶液的制备

称取一定量样品于银坩埚中，加熔剂1.36 g，用小玻璃棒搅匀，刷净玻璃棒，于750℃马弗炉中熔融15-25分钟。

无超声波的情况下用，将熔好的样品放入事先装有100-150ml沸水的500 ml塑料杯中，在沸水浴上保温的杯中，再保温10分钟以上，再逐个搅拌，使熔块脱落全部进入溶液。再加水约200 ml，HCl(1+1)35 ml，立即搅匀，转入500 ml容量瓶中，洗净坩埚、坩埚盖及烧杯，用流水冷却至室温后，以水定容，充分摇匀，供测定各元素使用。

(9)参比标准溶液的制备

①SiO2标准贮备液的配制

称硅酸钠(NaSiO3·9H2O)25 g于600 ml烧杯中，加水500 ml，溶解后转入塑料瓶中密封保存。此溶液约相当于SiO210 mg/ml；

②Al2O3标准贮备液的配制

称取高纯铝片(99.99%)1.059g于600 ml烧杯中，加HCl(1+1)25 ml，HNO3(1+1)5滴，盖上表面皿，稍加热，观察到开始反应即取下，溶解后转入500 ml容量瓶中，以水定容。此溶液约相当于含 Al2O34mg/ml。

③Fe2O3标准贮备液的配制

称取烘干至恒重的光谱纯 Fe2O30.5000 g于烧杯中，加H2SO4(1+1)40 ml，浓HNO35 ml，加热溶解清亮后，冷却，转入500 ml容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀备用。此液浓度为1mg Fe2O3/ml。

④TiO2标准贮备液的配制

称取0.4000 g预先经950℃高温灼烧的TiO2(优级纯试剂)于光滑的瓷坩埚中，加8 g焦硫酸钾，在电炉上低温熔融至无气泡后再于700℃熔融成为红色均匀流体，保温10分钟，取出冷却，置于烧杯中，加入100 ml蒸馏水，再缓缓加入100ml H2SO4(1+1)加热溶解，冷至室温，移入1000 ml容量瓶中，以水定容，摇匀。此溶液相当于TiO20.4mg/ml。

⑤CaO标准贮备液的配制

称取经110℃烘干2小时的碳酸钙1.7848 g置于300 ml烧杯中，加水约30ml，盖上表面皿，缓慢加入HNO3(1+1)10ml，完全溶解后移入1000 ml容量瓶中，以水定容，摇匀备用。此溶液相当于CaO1mg/ml。

⑥MgO标准贮备液的配制

称取经950℃灼烧30分钟的氧化镁1.0000 g于300 ml烧杯中，加水10 ml，缓慢加入HNO3(1+1)10ml，微热至完全溶解，冷至室温后移入1000ml容量瓶中，以水定容，摇匀备用。此溶液相当于MgO1mg/ml。

⑦K2O和Na2O混合标准贮备液的配制

称取经150℃烘干2小时的氯化钾1.5862 g(基准试剂)和氯化钠1.8880 g(基准试剂)精确至0.0001 g，置于300 ml烧杯中，加水溶解，移入1000 ml容量瓶中，加HNO3(1+1)5ml，加水稀至刻度，摇匀。此溶液相当于Na2O 1mg/ml和K2O 1mg/ml。

⑧SiO2、Al2O3、CaO、MgO混合参比标准液

取1000 ml容量瓶，加入10 mg/ml SiO2标准贮备液20 ml，加入固体熔剂2.70 g±0.01 g，加水至约700 ml，全部溶解后，摇匀。然后一次迅速倒入HCl(1+1)70 ml，立即摇匀，再加入4 mg/ml Al2O3标准贮备液20ml，加入1mg/ml的CaO标准贮备液10 ml，加入1 mg/ml MgO标准贮备液5 ml，用水稀至刻度，摇匀备用。此参比标准液每ml含CaO 10μg、MgO 5μg、Al2O3约80 μg、SiO2约200 μg，Al2O3、SiO2的准确浓度按标定值确定。

⑨Fe2O3、TiO2的混合参比标准液

于1000 ml容量瓶中，加固体熔剂 2.70±0.01 g，用水溶解后再加入HCl(1+1)70 ml，然后加入1mg/mlFe2O3标准贮备液10 ml，加入0.4 mg/mlTiO2标准贮备液10 ml，稀释至刻度，摇匀备用。 此溶液每ml含Fe2O310 μg、TiO24 μg。

⑩K2O和Na2O混合参比标准溶液的配制

用移液管吸取K2O和Na2O混合标准贮备溶液10 ml于1000 ml容量瓶中，加HCl(1+1)70 ml，加入熔剂2.70±0.01 g，用水稀释至刻度，充分摇匀。此参比标准液每毫升含K2O10 μg、Na2O10 μg。

(10)参比标准溶液的校正

对于参比标准液中的SiO2、Al2O3用国家一级标准样按试样分析操作步骤对标准溶液进行校正，校正必须用双份标准作平行试验，确定数值后方可使用。(双份平行差应小于分析允许误差。)

2.2.2 各元素的测定

自称量开始2-3小时完成SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO的全分析，其它元素的分析4-6小时完成。

(1)SiO2的测定(5%以上)

取空白、标准、样品各5 ml于50 ml容量瓶中，加Si-转化剂2滴，摇匀，放置3-5分钟，沿瓶壁加盐酸-硼酸混合酸10 ml，加6%钼酸钠5 ml，立即摇匀，根据室温放置不同时间：

表1 根据室温放置不同时间

以Si试剂定容，摇匀，10-60分钟内测定。3通道，K=0.5(需校正)。

(2)Al2O3的测定(5%以上)

每台机先校正，取空白、标准、样品各5 ml于50 ml容量瓶中，加30% H2O23 ml，放置10分钟以上，加0.03%的601至约40ml，加醋酸钠溶液2.5ml，用0.03%的601定容，摇匀，15-60分钟内测定。2通道，K=1.5。

(3)TiO2的测定(0～4%)

倒空白、标准、样品各20 ml于干燥杯中，加5%抗坏血酸4滴，Ti-试剂4滴，DDA4滴，摇匀，10-60分钟内测定。1通道，K=0。

(4)Fe2O3的测定(0～4%)

倒空白、标准、样品各20 ml于干燥杯中，加H2O2(1+20)2滴，摇匀，加铁试剂2 ml，摇匀，5-10分钟内测定。1通道，K=0。

(5)MgO的测定

a.(0-2%)MgO的测定

吸空白、标准、样品各5 ml于干燥杯中，加Mg—混5 ml，加Mg掩3滴，(CaO含量高于20%的样品则都加9滴)，加5 ml0.03% 601，摇匀，10-60分钟内测定。2通道，K=4.5。

b.(2-15%)MgO的测定：另配40μg MgO/ml标准

吸空白、标准、样品各2ml于干燥杯中，加Mg—混 5ml，加Mg掩3滴，(CaO含量高于20%的样品都加9滴)，加 0.016% 601 20 ml，摇匀，10-60分钟内测定。2通道，K=3.5。

c.(15-40%)MgO的测定：用国家标准物质滑石直接作参比标或用其校正100 μg MgO/ml的参比标准浓度。

吸空白、标准、样品各2 ml于100 ml容量瓶中，加Mg—混5ml，加Mg掩3滴，(CaO含量高于20%的样品都加9滴)，加 0.016% 601定容，摇匀，10-60分钟内测定。2通道，K=1.2。

(6)CaO的测定

a.(0-4%)CaO的测定

吸空白、标准、样品各5ml于干燥杯中，加Ca-混5ml，摇匀加0.05% Ca-试剂5ml，摇匀，10-30分钟内测定。3通道，K=1.0

b.(4-15%)CaO的测定：另配40 μg CaO/ml的标准

吸空白、标准、样品各2 ml于干燥杯中，加Ca-混5 ml，摇匀，加0.03%Ca-试剂20 ml，摇匀，10-60分钟内测定。3通道，K=0.8。

c.(15-60%)CaO的测定：另配100μg CaO/ml的标准溶液，用国家标准物质石灰石或白云石校正。

吸空白、样品、标准各5 ml于100 ml容量瓶中，加Ca-混20ml，摇匀，以0.03%Ca-试剂稀释至刻度。摇匀，10-60分钟内测定。3通道，K=0.8。

(7)K2O、Na2O的测定

配制5 μg/ml、10 μg/ml的K2O、Na2O标准，样品含量大于2.5%时，要用空白稀释2～4倍后，进行测定，用相临近的标准作为计算点。

K2O、Na2O =(A样-A空)/(A标-A空)×C标 / G样×50×稀释倍率%

2.3 实验数据及分析

根据以上数据分析和陶瓷材料的分析允许误差GB/T4734(表2)，得出实验数据均在允许误差范围内，此实验数据可行。

表2 大吴泥塑化学成分及含量

表3 陶瓷材料的分析允许误差GB/T4734

[1]湘潭市新科分析仪器有限公司.DHF82多元素高速分析仪使用说明书，2009.