探討分析化學(xué)在陶瓷材料檢測(cè)中的應(yīng)用

李旭光

青島建友工程檢測(cè)有限公司 山東青島 266510

分析化學(xué)是檢測(cè)陶瓷材料的一種重要方法，使用該方法能夠有效檢測(cè)陶瓷的材料組成情況。陶瓷材料檢測(cè)工作是陶瓷制作企業(yè)的重要工作內(nèi)容，為確保制作出來的陶瓷能夠符合國(guó)家的要求，有必要使用分析化學(xué)對(duì)陶瓷材料的成分進(jìn)行檢測(cè)[1]。

1 分析化學(xué)概述

分析化學(xué)為一門專門用來研究物質(zhì)組成、物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及物質(zhì)形態(tài)等的學(xué)科，該學(xué)科屬于化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支，使用分析化學(xué)能夠準(zhǔn)確鑒定物質(zhì)的主要組成成分，有助于相關(guān)研究工作和生產(chǎn)工作的開展。分析化學(xué)具有很高的使用價(jià)值和研究?jī)r(jià)值，對(duì)人類的發(fā)展意義重大。當(dāng)下分析化學(xué)被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)勘察、地理環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床化驗(yàn)、農(nóng)藥檢測(cè)、能源檢測(cè)以及室內(nèi)例行分析等工作中，在社會(huì)生產(chǎn)以及人們的日常生活中發(fā)揮著巨大的作用。使用分析化學(xué)分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及組成成分時(shí)，要盡量保證方法步驟簡(jiǎn)單，在精度有保證的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)具體組成充分以及物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)。使用方法簡(jiǎn)單、步驟較少且操作靈活的化學(xué)分析方法，能夠有效降減少陶瓷材料檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)精力，同時(shí)還能確保檢測(cè)質(zhì)量能夠符合國(guó)家相關(guān)要求，檢測(cè)精度能夠達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。例如，一些金店收購(gòu)金銀珠寶后，都會(huì)使用試金石對(duì)珠寶的組成成分進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果，對(duì)金銀珠寶進(jìn)行分類?；瘜W(xué)分析方法也同樣適用于其他行業(yè)，近年來該方法取得的效果明顯。這種方法雖然不能和原子吸收光譜法等物質(zhì)檢測(cè)方法相比，但是卻能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種物質(zhì)組成充分的細(xì)致檢測(cè)。氧化鋯為陶瓷的主要組成成分，因此本文將以氧化鋯為例，設(shè)計(jì)試驗(yàn)對(duì)陶瓷中的氧化鋯成分進(jìn)行檢測(cè)[2]。

2 分析化學(xué)在陶瓷材料檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 化學(xué)滴定分析法

化學(xué)滴定分析方法為一種比較傳統(tǒng)的化學(xué)組成成分分析方法，該檢測(cè)方法具有成本低、檢測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)，使用該方法能夠有效檢測(cè)出物質(zhì)的具體組成成分?；瘜W(xué)滴定分析方法又分為酸堿滴定分析法、氧化還原滴定分析法以及洛河滴定分析法三種方法，當(dāng)前這三種分析方法被大量應(yīng)用于陶瓷材料成分檢測(cè)中。同時(shí)，檢測(cè)陶瓷材料中氧化鋯的方法也有多種，本文主要介紹化學(xué)滴定分析法中的氧化鋯硫酸銨滴定分析法。

第一步，稱取2.0克氧化鋯粉，并將氧化鋯粉放置到容量為200毫升的燒杯中。第二步，往燒杯中加入5克硫酸銨和5毫升硫酸，使用表面皿將燒杯蓋嚴(yán)。第三步，將燒杯置于調(diào)壓爐上，對(duì)氧化鋯粉進(jìn)行加熱，當(dāng)氧化鋯粉完全溶解且呈透明狀態(tài)時(shí)，停止加熱。第四步，當(dāng)燒杯中的氧化鋯完全冷卻下來后，向燒杯中加入適量水，對(duì)氧化鋯粉進(jìn)行稀釋，之后將燒杯中的氧化鋯轉(zhuǎn)移到容量為250毫升的容量瓶中。第五步，往容量瓶中加入適量水對(duì)氧化鋯進(jìn)行稀釋，進(jìn)行搖勻，將該容量瓶中的液體記為溶液A。第六步，取50毫升A液體放入到另一個(gè)容量為250毫升的容量瓶B中，并往瓶中加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液至250毫升的刻度線下方。之后需要往B容量瓶中加入1毫升濃硫酸并進(jìn)行煮沸，當(dāng)B容量瓶中的液體被滴定為橙黃色時(shí)，再進(jìn)行加熱煮沸。第七步往B容量瓶中加入兩滴二甲酚橙，再進(jìn)行煮沸。此后，需要再次滴加EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液將B容量瓶中的液體滴定為橙黃色，確保顏色不會(huì)再發(fā)生改變后，即可停止滴定。整個(gè)過程需要實(shí)時(shí)記錄ETDA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積[3]。

使用上述的滴定方法能夠準(zhǔn)確測(cè)定出陶瓷材料中的氧化鋯成分，測(cè)定精度為99%，通過計(jì)算，能夠得出上述過程中使用的氧化鋯粉的具體含量為99.97%，由此可知由該氧化鋯粉（ZrO2）組成的陶瓷擁有0.03%的其他物質(zhì)成分。

2.2 XRD 晶相分析法

XRD晶相分析法又稱為X射線衍射分析法，屬于一種最常用、最基礎(chǔ)的化學(xué)分析方法，使用該方法能夠準(zhǔn)確測(cè)定出陶瓷材料中氧化鋯的具體組成占比。XRD晶相分析法的化學(xué)測(cè)定原理為利用X射線能夠在晶體以及非晶體中發(fā)生衍射和散射效應(yīng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物質(zhì)物相的定量分析、定性分析、不完整性分析以及結(jié)構(gòu)分析等。使用該方法進(jìn)行陶瓷材料檢測(cè)，當(dāng)X光線穿過陶瓷材料單晶相和多晶相時(shí)，會(huì)形成一個(gè)衍射圖譜，且該圖譜唯一，不會(huì)和其他圖譜相重合。此時(shí)通過查閱PDF卡片，即可確定陶瓷材料的具體組成，明確氧化鋯在陶瓷材料中所占的比例。對(duì)于組成成分未知的陶瓷材料，也可使用該方法進(jìn)行組成成分測(cè)定。XRD晶相分析法具有測(cè)定精度高、測(cè)定效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此為一種比較好的陶瓷材料檢測(cè)技術(shù)。

2.3 激光粒度分析法

當(dāng)下我國(guó)的激光粒度分析法已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，在物質(zhì)組成成分檢測(cè)方面取得了很明顯的成效。很多數(shù)據(jù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)、材料檢測(cè)企業(yè)以及科研中心均使用該技術(shù)進(jìn)行粉體粒度分布的測(cè)定，獲得的測(cè)定結(jié)果也比較精確，具有很高的參考價(jià)值。目前我國(guó)依然使用篩分法對(duì)許多工業(yè)產(chǎn)品的組成成分進(jìn)行測(cè)定，該方法具有操作復(fù)雜、花費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)以及檢測(cè)成本較高等缺點(diǎn)，因此不建議用來檢測(cè)相關(guān)物質(zhì)的組成成分。激光粒度分析法具有很大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，能夠精確測(cè)定出相關(guān)物質(zhì)的具體組成成分，因此各制造企業(yè)以及科研中心可將該技術(shù)進(jìn)行大面積推廣使用。例如，使用該方法對(duì)上述氧化鋯粉進(jìn)行充分測(cè)定，能夠準(zhǔn)確得出由該氧化鋯粉組成的陶瓷材料ZrO2的占比為99.997%，由此可見激光粒度分析法的檢測(cè)精確度非常高，因此可進(jìn)行全面推廣使用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，陶瓷在社會(huì)生產(chǎn)生活中扮演著重要的角色，開展陶瓷材料檢測(cè)工作對(duì)實(shí)驗(yàn)以及生產(chǎn)等都具有重要的指導(dǎo)意義。有必要利用化學(xué)滴定分析法、XRD晶相分析以及激光粒度分析法對(duì)陶瓷進(jìn)行材料檢測(cè)，提高陶瓷材料的檢測(cè)精度。