测定磷酸三钙含量鉴别骨灰瓷与非骨灰瓷

   摘要：随着制瓷技术的发展，高档日用瓷中骨灰瓷器和非骨灰瓷器的外观质量越来越接近，在产品质量检验中，凭外观质感鉴别的难度也越来越大。磷酸三钙Ca3(Po4)2是骨灰瓷器中特有的化学成分，对其含量的测定是鉴别骨灰瓷和非骨灰瓷惟一可靠的办法。

    关键词:磷酸三钙 测定 判别

    骨灰瓷器

   日用瓷器种类很多，按其成瓷的主要溶剂矿物的组成不同可分为长石质瓷、绢云母质瓷、镁质瓷和骨灰质瓷等。

   骨灰瓷因其白度好、光泽柔和等优良的外观品质，一贯被视为高档日用瓷中之极品，在欧洲甚至有贵族瓷器之称，其价格往往是非骨灰高档瓷的几倍甚至几十倍。由于制瓷技术的不断发展，非骨灰高档瓷的制作越来越精良，最常见的长石质瓷和绢云母质瓷无论是白度、光泽，还是透光度等外观质量越来越好。以这类瓷器中的佳品冒充骨灰瓷常常几可乱真。

   GB/T13522-92《骨灰瓷器》对骨灰瓷外观质感要求是“瓷质细腻、釉面滋润、半透明度好，白度不低于80%（有特殊色调的产品不受此限）”。由标准规定可知，除了白度，其他外观质感要求都不是定量分析，只能凭检验者的经验进行主观判断。而在实际检验中，凭外观质感判断的可靠性很低，惟一可靠的判别方法是测定瓷胎中磷酸三钙的含量。

    骨灰瓷和非骨灰瓷配方和化学组成

    一、骨灰瓷的原料配方和化学组成

    1.原料

    以动物骨灰引入磷酸三钙作溶剂，动物骨灰是主要原料，占原料总量的40%～50%。

   原料配比范围如下：骨灰40%～50%，石英6%～8%，长石8%～10%，高岭土或其他瓷用黏土35%～45%。

    2.化学组成

   骨灰瓷的化学成分主要是P2O5、SiO2、AI2O3、CaO,属于“CaO—AI2O3—P2O5—SiO2”系列。

    化学组成范围如下：

    二、非骨灰高档瓷的配方和化学组成

    1.原料

   非骨灰高档瓷主要有长石质瓷、绢云母质瓷作主溶剂，主要原料是长石、石英、高岭土、绢云母、风化长石和各种瓷用黏土等。

   原料配比范围为：石英14%～40%，长石20%～38%，高岭土和其他瓷用黏土25%～66%。

    2.化学组成

   非骨灰瓷的化学组成主要是SiO2、AI2O3、Fe2O、CaO、MgO、K2O、TiO2。

    化学组成范围如下：

    （R2O+RO代表钾、钠、钙、铁、钛的氧化物）

    对骨灰瓷和非骨灰高档瓷所使用的原料和瓷胎化学组成作比较，其本质差别主要在于：

   1.骨灰瓷在成瓷过程中以磷酸三钙作溶剂，磷酸三钙来源于动物骨灰。骨灰是骨灰瓷的主要原料，在瓷胎中磷酸三钙的含量很高；非骨灰高档瓷以氧化钾作溶剂，来源于钾长石，主要原料是长石、石英和高岭土，瓷胎中没有磷酸三钙。

   2.原料结构决定其化学组成。骨灰瓷中有大量的磷酸三钙，在化学组成中显示P2O5和CaO的含量很高，P2O5 16%～20%，CaO23%～29%，而SiO2和AI2O3的含量相对较低。非骨灰瓷中SiO2和AI2O3的含量很高，没有P2O5，而且CaO的含量极低。包含钾、钠、钙、铁、钛氧化物R2O+RO的总量只有4%～7%，远远低于骨灰瓷中CaO单项的含量。

   磷酸三钙是骨灰瓷的特殊成分，GB/T13522-92《骨灰瓷器》规定，磷酸三钙的含量不低于36%。实际操作中，化学分析的方法是通过测定五氧化二磷的含量，换算出磷酸三钙的含量。测定方法按GB1871《磷酸精矿石中磷的测定方法》进行，然后用以下公式进行换算：

    Wc=2.1853×Wp

    式中：Wc——磷酸三钙含量（%）；

    Wp——五氧化二磷含量（%）；

    2.1853——换算因数。

   须特别注意的是，以动物骨灰作主要原料的骨灰瓷经测定，磷酸三钙的含量一定要达到36%以上，达不到规定含量的不能判定为骨灰瓷。因为，有些生产商为了降低生产成本，常常试图用磷酸矿取代价格昂贵的动物骨灰。这种方法虽然可以引入一定量的磷酸钙盐，但因其晶体结构和骨灰中磷酸钙盐的结构不同，在成瓷过程中的化学稳定性很差，引入量受到现有技术水平的限制。所以，引入磷酸矿作原料的假骨灰瓷胎体中磷酸三钙的含量很难达到36%。

    结论：磷酸三钙是骨灰瓷成分特征，其含量一定要在36%以上。

    参考文献

    [1] 陶瓷材料研究方法.清华大学编.中国建筑工业出版社出版，1980，12.

    [2] 日用陶瓷技术.景德镇市陶瓷工业科学技术中心实验所，1984，10.

    [3]  GB/T13522-92，骨灰瓷器 [S].

    作者单位：广东省陶瓷产品质量监督检测站（潮州）