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        探討分析化學在陶瓷材料檢測中的應用

        2021-11-23 20:31:09李旭光
        商品與質量 2021年13期
        關鍵詞:陶瓷材料氧化鋯分析化學

        李旭光

        青島建友工程檢測有限公司 山東青島 266510

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

        1 分析化學概述

        分析化學為一門專門用來研究物質組成、物質結構以及物質形態(tài)等的學科,該學科屬于化學學科的一個重要分支,使用分析化學能夠準確鑒定物質的主要組成成分,有助于相關研究工作和生產工作的開展。分析化學具有很高的使用價值和研究價值,對人類的發(fā)展意義重大。當下分析化學被廣泛應用到地質勘察、地理環(huán)境監(jiān)測、臨床化驗、農藥檢測、能源檢測以及室內例行分析等工作中,在社會生產以及人們的日常生活中發(fā)揮著巨大的作用。使用分析化學分析物質結構以及組成成分時,要盡量保證方法步驟簡單,在精度有保證的前提下,實現(xiàn)對物質具體組成充分以及物質化學結構的檢測。使用方法簡單、步驟較少且操作靈活的化學分析方法,能夠有效降減少陶瓷材料檢測時間和檢測精力,同時還能確保檢測質量能夠符合國家相關要求,檢測精度能夠達到檢測標準。例如,一些金店收購金銀珠寶后,都會使用試金石對珠寶的組成成分進行檢測,根據(jù)檢測的結果,對金銀珠寶進行分類?;瘜W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檢測方法相比,但是卻能夠實現(xiàn)對各種物質組成充分的細致檢測。氧化鋯為陶瓷的主要組成成分,因此本文將以氧化鋯為例,設計試驗對陶瓷中的氧化鋯成分進行檢測[2]。

        2 分析化學在陶瓷材料檢測中的應用

        2.1 化學滴定分析法

        化學滴定分析方法為一種比較傳統(tǒng)的化學組成成分分析方法,該檢測方法具有成本低、檢測精度高等優(yōu)點,使用該方法能夠有效檢測出物質的具體組成成分?;瘜W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,當前這三種分析方法被大量應用于陶瓷材料成分檢測中。同時,檢測陶瓷材料中氧化鋯的方法也有多種,本文主要介紹化學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。第三步,將燒杯置于調壓爐上,對氧化鋯粉進行加熱,當氧化鋯粉完全溶解且呈透明狀態(tài)時,停止加熱。第四步,當燒杯中的氧化鋯完全冷卻下來后,向燒杯中加入適量水,對氧化鋯粉進行稀釋,之后將燒杯中的氧化鋯轉移到容量為250毫升的容量瓶中。第五步,往容量瓶中加入適量水對氧化鋯進行稀釋,進行搖勻,將該容量瓶中的液體記為溶液A。第六步,取50毫升A液體放入到另一個容量為250毫升的容量瓶B中,并往瓶中加入EDTA標準溶液至250毫升的刻度線下方。之后需要往B容量瓶中加入1毫升濃硫酸并進行煮沸,當B容量瓶中的液體被滴定為橙黃色時,再進行加熱煮沸。第七步往B容量瓶中加入兩滴二甲酚橙,再進行煮沸。此后,需要再次滴加EDTA標準溶液將B容量瓶中的液體滴定為橙黃色,確保顏色不會再發(fā)生改變后,即可停止滴定。整個過程需要實時記錄ETDA標準溶液的體積[3]。

        使用上述的滴定方法能夠準確測定出陶瓷材料中的氧化鋯成分,測定精度為99%,通過計算,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、最基礎的化學分析方法,使用該方法能夠準確測定出陶瓷材料中氧化鋯的具體組成占比。XRD晶相分析法的化學測定原理為利用X射線能夠在晶體以及非晶體中發(fā)生衍射和散射效應,從而能夠實現(xiàn)對物質物相的定量分析、定性分析、不完整性分析以及結構分析等。使用該方法進行陶瓷材料檢測,當X光線穿過陶瓷材料單晶相和多晶相時,會形成一個衍射圖譜,且該圖譜唯一,不會和其他圖譜相重合。此時通過查閱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。對于組成成分未知的陶瓷材料,也可使用該方法進行組成成分測定。XRD晶相分析法具有測定精度高、測定效率高等優(yōu)點,因此為一種比較好的陶瓷材料檢測技術。

        2.3 激光粒度分析法

        當下我國的激光粒度分析法已經有了很大的進展,在物質組成成分檢測方面取得了很明顯的成效。很多數(shù)據(jù)檢測機構、材料檢測企業(yè)以及科研中心均使用該技術進行粉體粒度分布的測定,獲得的測定結果也比較精確,具有很高的參考價值。目前我國依然使用篩分法對許多工業(yè)產品的組成成分進行測定,該方法具有操作復雜、花費時間比較長以及檢測成本較高等缺點,因此不建議用來檢測相關物質的組成成分。激光粒度分析法具有很大的發(fā)展優(yōu)勢,能夠精確測定出相關物質的具體組成成分,因此各制造企業(yè)以及科研中心可將該技術進行大面積推廣使用。例如,使用該方法對上述氧化鋯粉進行充分測定,能夠準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精確度非常高,因此可進行全面推廣使用。

        3 結語

        綜上所述,陶瓷在社會生產生活中扮演著重要的角色,開展陶瓷材料檢測工作對實驗以及生產等都具有重要的指導意義。有必要利用化學滴定分析法、XRD晶相分析以及激光粒度分析法對陶瓷進行材料檢測,提高陶瓷材料的檢測精度。

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