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陶瓷的主要成分是什么

本文通过介绍用于陶瓷材料化学成分分析的几类常见方法，阐述

了不同检测方法的检测原理，并分析了每种方法在不同陶瓷材料检测

过程中出现偏差的不同。为避免偏差的结果导致生产和科研结果的不

准确，本文提出了如何选择比较适合各种陶瓷材料化学成分的化学分

析方法。

1前言

在陶瓷生产中，会用到多种矿物原料和化工添加剂，不同的原料

配方和工艺处理过程，使得产品的物理性能（如：强度）、化学性能

（如：耐腐蚀性）等有所不同，其主要是由原料的矿物组成和微观结

构所引起的。对这些特性进行研究，有助于提高产品的性能。但是由

于检测材料的物相组成和微观结构的成本较高，研究人员采用了相关

的化学成分分析和颗粒度测定进行替代。

从上世纪50年代至今，原料供应商和生产车间的技术人员通过

原料的化学成分判定原料的品质和用途。事实上，通过一些经验系数，

控制原料的化学成分成了生产中保证产品质量的重要手段之一。控制

配方的化学成分应从监控原料的化学成分着手。研究和控制原料的微

量成分，甚至是痕量成分，将对生产有着重要的指导意义，这些研究

都是通过化学分析来实现的。

目前最常用的陶瓷原料化学成分分析方法，是国家标准

GB/T4734《陶瓷材料及制品化学分析方法》，该法属于湿法检测，

样品被熔融和消解处理成液体，再经过络合滴定法、比色法或原子吸

收光谱法，测定原料中的氧化物成分。陶瓷原料一般分为普通原料和

化工原料（单纯的化工料或经过混合加工的混合料），在GB/T4734

标准中有规定，其中二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛、

氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠和灼减等9项成分的检测为常规分

析。因此把以这些成分含量总数超过99.50%的、没有添加其他化工

原料的陶瓷原料默认为普通原料。

在条件较好的情况下，更多采用X射线荧光法，此法属于干法检

测，是当今比较先进的化学成分分析方法之一。检测时，粉末样品经

过压片或熔融冷却成玻璃样片，由计算机完成检测。检测效率很高，

但成本也相对较高。

除此外，陶瓷材料的化学成分分析还有很多套标准可供选择，表

1列出较常用的部分标准。

由表1可知，不同材料、不同成分、相同成分的不同含量范围，

各有相对适合的方法。在检测的过程中需要进行适当的策划和调整，

选择合适的方法能使结果更准确。配合不同的样品，有时同一个样品

需用几种方法进行检测，有时即便是差异很大的样品也能用同样的检

测方法，关键是要了解每一种方法可能引入偏差的原因，在检测过程

中需特别注意。

现代生产对原料的要求日渐提高，一些含量非常低的元素也会引

起产品明显的差异。所以涉及原料化学成分方面，对化学分析结果的

精准度要求也越来越高，而科学技术的进步也给化学成分分析带来更

多由计算机辅助完成的新型设备。比如先进的原子吸收光谱仪(AAS)、

原子荧光光谱仪(AFS)、能量色散X射线荧光仪(EDXRF)、波长色散

X射线荧光仪(XRF)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)等。这些仪

器能够同时检测多种元素成分，但价格比较昂贵。还有一些小型仪器，

如分光光度计、火焰光度计、离子计等，可对某类特定成分进行测定。

这些仪器都能比较高效而精准地检测出陶瓷材料的化学成分。所有仪

器对成分的测定都是以标准物质的标准含量为参照物，选择合适的标

准物质也是结果准确的重要保证。本文主要是通过研究普通实验室常

用的测定陶瓷原料化学成分的不同方法对结果的影响，建议选择合适

的检测方法，以便使结果更准确，对产品的研究和质量控制提供科学

的帮助。

2陶瓷原料成分的检测方法

（1）滴定法

湿法化学分析测定陶瓷原料的化学成分，滴定法是其中最常用的

方法之一，在表1中多个标准方法都使用滴定法。滴定分析法的原理

是，滴定试剂与被测组分在适当的酸碱pH值下反应，通过指示剂在

反应达到终点时颜色突变所使用的滴定试剂的多少来计算被测物的

含量。陶瓷成分测定中，三氧化二铝、氧化镁＞5%、氧化钙、三氧

化二铁、氟化钙、较高含量的二氧化钛，还有熔块釉料中常见的二氧

化锆、氧化锌、三氧化二硼等。由滴定法测定某组陶瓷原料化学成分

的结果如表2所示。

由表2可知，滴定法测定低含量成分时，相对偏差较大。如果低

含量结果的精度要求高时不适用。

（2）原子吸收光谱法

原子吸收光谱法的分析原理是，将光源辐射出的待测元素的特征

光谱通过样品的