正文 第八節 釉料、顏料中鉛、鎘離子的溶出(2 / 3)

②釉與顏料在受到酸性介質的作用時,溶出的不僅僅是Pb2+、Cd2+,還有其他離子,而其他離子的溶出又會影響Pb2+、Cd2+的溶出。另一方麵,PbO是極化率高的氧化物,在一定條件下也可以成為玻璃形成體。在Na2O-PbO-SiO2係統中,隨著PbO含量增加,玻璃結構緊密,表現為化學穩定性強,溶出量低。而在K2O-PbO-SiO2係統中,K2O為網絡外體氧化物又有反極化作用,會破壞玻璃的緊密性,即使PbO含量不增多,也會使鉛溶出量增大。

③多數情況下,Al2O3的引入有利於減少鉛釉及含鉛熔塊的重金屬溶出。Al3+在鉛釉及低溫熔劑中有兩種配位。當n(Al)/n(K+Na)≤1時,易形成矽酸鹽網絡骨架。Al3+進入矽酸鹽骨加可四配體位矽的位置,電荷不需堿金屬來補償,因此網絡骨架結構最強,Si—O—Si橋鍵的彎曲振動最弱。當n(Al)/n(K+Na)>1時,部分Al3+可能進入六配位的狀態,削解了Si—O—Si橋鍵的強度,故六配位的鋁不如四配位鋁穩定。另外,引入鋁量多時,雖也可促進與增強四麵體網絡形成,但必須有K+、Na+電荷補償才能發生。若K+、Na+溶出,則四麵體網格上的[AlO4]電荷失去平衡,最易受到侵蝕,使鉛溶出量增大。

④在鉛釉和含鉛熔劑中,R2O均是調節劑,充填於四麵體網絡空隙中。大量R+會破壞玻璃網絡。比較起來,K+的離子半徑較大(約0.13nm),與網絡中[SiO4]四麵體束縛力小些,而Na+的離子半徑為0.095nm,與網絡束縛力較大。加之K+在溶液中的擴散係數較大,Dk+=2×10-8~10-6cm2/s,因而K+易為酸液溶解。由此可見,單獨引入堿金屬氧化物使釉或熔劑鉛溶出量增大的順序為:K2O>Na2O>Li2O,引入堿土金屬氧化物時,也是離子半徑大的使鉛易於溶出,其順序為。

⑤釉中加入ZrO2、TiO2、SnO2等乳濁劑不會增大鉛溶出量,有時還會降低。因為這些氧化物能形成四麵體[MeO4],進入玻璃網絡,加固矽氧網絡,使玻璃體更為穩定。

⑥將著色氧化物或合成的色劑引入釉中時,它們對鉛溶出量的關係和基礎釉的組成、釉燒製度有關。有的情況下無影響,有的會增多溶出量。國際鉛鋅研究機構ILZRO的研究結果認為:對釉燒範圍為1000~1160℃的鉛釉來說,Cr2O3、Co3O4、Fe2O3、MnO2、ZrO2·SiO2和Pb-Sb黃、Cr-Al紅、Sn-Sb灰、Co-Cr-Fe黑的采用對釉的鉛溶出量無影響,均可以配成低於允許溶出量的釉料。但若將2%CuO加入到1024℃燒成的鉛釉中,則鉛溶出量為基礎釉的若幹倍至10倍。

2.生產工藝因素與鉛溶出量的關係

陶瓷的生產工藝過程是很繁雜的,其中除釉的組成、結構外。還有釉層厚度、釉與坯之間的相互作用、燒成時間、溫度和氣氛等工藝因素都會對鉛釉形成後它在酸性溶液中浸泡時鉛的可溶性產生影響。這些工藝因素與鉛溶出量的關係可歸納成如下幾點:

(1)畫麵的設計釉上彩畫麵的安排對鉛溶出量的關係是密切的,這涉及畫麵麵積與器皿容量的比例,紋樣的安排,顏色的采用,裝飾工藝的選擇等。實踐表明,同一花麵貼在不同大小的瓷碟上,所測出的鉛溶出量差異很大,大容量器皿上的溶出量較小容量器皿為低,也就是說,容量大的器皿要配用占產品麵積較小的花麵,釉上噴彩的溶出量較高,往往超出限定值。

(2)釉層厚度一般來說,釉層越厚則鉛溶量越大。這可從坯、釉的反應來解釋。薄釉層和坯體作用後溶解較多的SiO2、Al2O3,使鉛溶出量降低。雖然厚釉層也會和坯作用,但所溶解的SiO2、Al2O3尚不致影響釉的溶出量到如此明顯的程度。

(3)顏料的質量從鉛溶出量來說,我國釉上顏料鉛溶出量過高,顏料質量不穩定。若用這類裝飾產品,彩燒後鉛溶出量會超過規定值。