一种色度变化测量法检测骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的方法

1.一种色度变化测量法检测骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的方法，其特征在于，应用
* *
分光测色仪对以色度变化|ΔL |+|ΔCab |表征的骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能进行精准
定量检测，具体步骤如下：
(1)样品制备及前处理
1.1骨质瓷样品的数量及规格
将同一厂家、同一生产批次，器型、规格、尺寸相同，表面无裂纹、无疵点、无彩饰、无缺
釉和无针孔缺陷的骨质白瓷平盘作为测试样品，以取自不同样品的3个骨质瓷试样作为一
组；平盘样品提取应满足室温试验及加热试验所用试样数量要求；
1.2室温试验的试样数量及规格
对于室温试验方法，试样数量为11组，每组试样只用于一种试剂的侵蚀试验，每个试样
的切割尺寸为(60±3)mm×(60±3)mm，厚度不大于6mm；应确保试样待测部位覆有釉面且平
整，平坦部位的面积应大于盖子的直径；
1.3加热试验的试样数量及规格
对于加热试验方法，试样数量为8组，每组试样只用于一种试剂的侵蚀试验，每个试样
的切割尺寸为(80±4)mm×(80±4)mm,厚度不大于6mm；
1.4试样前处理
试验前应将试样充分洗净，先用中性洗涤剂清洗，然后分别用自来水和蒸馏水冲洗干
净；将洗净后的试样用清洁毛巾吸干，放入温度为100℃±5℃的干燥箱内烘烤60min，并将
烘干后的试样移入硅胶干燥器中冷却2h以上；
(2)室温试验
2.1对骨质瓷样品进行化学腐蚀实验前，首先在符合标准QB/T 1503‑2011《日用陶瓷白
度测定方法》规定的实验条件下，采用经检定合格的陶瓷标准白板对仪器进行校准，同时将
分光测色仪的测量模式设定为连续测量3次、自动求算术平均值；
2.2在每个试样的待测釉面上依次选取五个测量点，其中测点A的位置为试样的几何中
心，测点B、C、D、E的位置分别为该试样正方形表面两条对角线长度的四分之一点处；测量并
记录各测点的位置；
2.3使用仪器分别测定A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、Z，取其算术平均值
作为该试样承受化学腐蚀前釉面颜色的平均分布数据；
2.4用移液枪移取3.0ml±0.3ml表1中所列的11种试验溶液，分别滴加于11组骨质瓷试
样的釉面上，用L棒将试样表面的化学溶液涂抹均匀，并完全覆盖A、B、C、D、E五个测点位置，
然后迅速将盖子倒扣在试样上，使其盖住整个试验区域；
2.5在整个试验过程中试剂作用时间和环境温湿度条件应符合表1的规定，并满足遮光
要求；
表1 室温试验用化学试剂及试验条件
试验溶液 试验温度 环境相对湿度 侵蚀时间
110g/L的柠檬酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
11％(体积分数)的乙酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
20％(质量分数)的盐酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
30％(质量分数)的硫酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
55g/L的氢氧化钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
23g/L的碳酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
25％(质量分数)的三磷酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
55％(体积分数)的次氯酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
85g/L的氯化钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
70％(体积分数)的乙醇溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
12g/L的亚甲基兰溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
2.6每隔2h±2min移除盖子，用蒸馏水将试验区域冲洗干净并用无氟滤纸吸干，重复上
述2.3操作步骤，使用分光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、
Y、Z；取其平均值作为该试样经某种化学试剂腐蚀特定时间后釉面颜色的平均分布数据；
2.7待室温溶液腐蚀时间满足10h±10min后，终止试验；
(3)加热试验
3.1对骨质瓷试样进行加热试验前，重复上述室温试验中第2.1～2.4操作步骤，使用分
光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、Z，取其算术平均值作
为该试样承受化学腐蚀前釉面颜色的平均分布数据；
3.2加热试验所用装置为平底圆形反应器，连接试验装置，将待测试样放入反应容器底
部，使其釉面待测试验区域朝上；
3.3将1000mL符合表2规定的试验溶液由回流冷凝器的接口处注入反应容器内，使溶液
充分浸没试样；安装好回流冷凝器，用橡胶塞密封试验装置；
表2 加热试验用化学试剂及试验条件
试验溶液 试验时间 试验温度
110g/L的柠檬酸溶液 10h±10min 100℃±5℃
11％(体积分数)的乙酸溶液 15h±20min 100℃±5℃
10％(质量分数)的盐酸溶液 10h±10min 100℃±5℃
20％(质量分数)的硫酸溶液 15h±20min 100℃±5℃
30g/L的氢氧化钠溶液 10h±10min 65℃±3℃
4g/L的焦磷酸钠溶液 10h±10min 100℃±5℃
4％(质量分数)的碳酸钠溶液 30h±35min 65℃±3℃
2.0g/L的硬脂酸钠溶液 36h±35min 65℃±3℃
3.4通入冷却水，接通电热圈电源，用温度计测量试验温度，温度计的水银球应处于试
验溶液液面高度一半的位置；在整个试验过程中，溶液温度应符合表2规定并保持恒定，从
试验溶液达到规定的温度范围开始计时；
3.5在试验期间，对于处于沸腾状态的试验溶液，应将冷凝液收集器的收集速度控制在
8mL/3min～10mL/3min；
3.6每隔2h±2min停止加热一次，待反应瓶内的试验溶液冷却后，用长柄夹取出试样，
然后用蒸馏水充分冲洗并用滤纸吸干试样表面的水分；
3.7使用分光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、Z；取
其平均值作为该试样经某种化学试剂在加热条件下腐蚀特定时间后釉面颜色的平均分布
数据；
3.8到达表2规定的试验周期后，停止加热并终止试验；
(4)结果计算
由于分光测色仪能够测定并直接读取三刺激值X、Y、Z，因此骨质瓷试样受蚀前后釉面
色度变化的数值，可利用下列公式计算得出；
以分光测色仪测量的各组骨质瓷试样受蚀前后的三刺激值X、Y、Z为基础数据，计算CIE 
* * * * *
1976(La b)色空间中的色品坐标x、y、z以及色品指数a 、b的数值，根据GB/T 11942‑1989
* *
中的明度差ΔL 和彩度差ΔCab公式计算各组骨质瓷试样经不同类别、不同温度的化学试
* *
剂侵蚀前后的色度变化值|ΔL|+|ΔCab|；具体计算公式如下：
x＝X/(X+Y+Z)…………………………………………………………………(1)
y＝Y/(X+Y+Z)…………………………………………………………………(2)
*
骨质瓷试样的明度指数L按公式(3)计算：
* 1/3
L＝116/(Y/Yn) ………………………………………………………………(3)
* 1/3 1/3
a＝500[(X/Xn) ‑(Y/Yn) ]…………………………………………………(4)
* 1/3 1/3
b＝200[(Y/Yn) ‑(Z/Zn) ]……………………………………(5)
*
骨质瓷试样的彩度Cab较按公式(6)计算：
* *2 *2 1/2
Cab＝(a +b ) ………………………………………………………………(6)
骨质瓷试样的色调角hab按公式(7)计算：
* *
hab＝arcctg(b/a)……………………………………………………………(7)
* *
骨质瓷试样承受化学腐蚀前后釉面的明度差ΔL 、彩度差ΔCab 和色调差ΔHab按公式
(8)～(10)计算：
* * *
ΔL＝L‑L ′………………………………………………………………(8)
* * *
ΔCab＝Cab‑Cab ′………………………………………………………………(9)
ΔHab＝hab‑hab′………………………………………………………………(10)
式中:
X——X刺激值；
Y——Y刺激值；
Z——Z刺激值；
x、y——色品坐标；
* *
a、b——均匀色品指数；
Xn、Yn、Zn——CIE 1964标准照明体D65的三刺激值；
Xn＝94.81,Yn＝100.00,Zn＝107.32；
*
ΔL——同一个骨质瓷试样受蚀前后的明度差；
*
L——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的明度指数计算值；
*
L ′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的明度指数计算值；
*
ΔCab——同一个骨质瓷试样受蚀前后的彩度差；
*
Cab——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的彩度计算值；
*
Cab ′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的彩度计算值；
ΔHab——同一个骨质瓷试样受蚀前后的色调差；
hab——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的色调角计算值；
hab′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的色调角计算值；
(5)数据修约
测量结果的数据修约应符合GB/T 4739‑2015《日用陶瓷颜料色度测定方法》中第8.1～
8.3有关规定,每个试样的三刺激值X、Y、Z由仪器直接读取，每组试样的三刺激值分别以该
组3个试样三刺激值的算术平均值表示，精确到小数点后一位；试样的色品坐标计算结果修
约至小数点后四位,色品指数修约至小数点后两位；试样受蚀前后的明度指数、彩度和色调
角计算结果修约至小数点后一位；
(6)性能判定
6.1骨质瓷釉面耐化学腐蚀性能评价指标的确定
基于性能评价标准的科学性和规范性要求，针对骨质瓷试样在不同实验温度的条件
下，经不同类别、不同浓度的化学试剂持续作用一定时间后，釉面色度的变化趋势呈现互不
相同的特点；在参考借鉴美标ASTM C 283‑2013《Standard Test Methods for Resistance 
of Porcelain Enameled Utensils to Boiling Acid搪瓷器皿耐沸腾酸腐蚀的标准试验
方法》对搪瓷釉面耐沸腾酸液腐蚀性能相关评价规定的基础上；针对室温和加热两种不同
的试验温度条件，在每种酸性、碱性及中性化学试剂对骨质瓷试样的持续腐蚀过程中，选取
*
特定周期内每间隔2h所测得试样较其承受化学侵蚀之前相比釉面色度变化绝对值|ΔL |+
*
|ΔCab|的最大值作为该试样承受这一试剂化学腐蚀性能的评价指标；每组骨质瓷样品耐
* *
该试剂化学腐蚀性能的评价指标为其3个试样蚀后色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最大值
的算术平均值；
6.2骨质瓷釉面耐化学腐蚀性能的判定依据
根据实验数据统计分析结果和国际通用颜色判定准则，采取以下分级判定标准：
* *
6.2.1结果判定指标|ΔL|+|ΔCab|的计算原则
* * * *
6.2.1.1|ΔL |≤0.2且|ΔCab|≤0.2时：如果|ΔHab|≠0，则|ΔL |+|ΔCab|＝|ΔHab
* *
|；否则|ΔL|+|ΔCab|数值不变；
* * * * * *
6.2.1.2当|ΔHab|≤1.5时：如果ΔL ＝ΔCab，则|ΔL |+|ΔCab|＝(|ΔL|+|ΔCab|)
* * * * * * *
÷2；如果ΔL≠ΔCab且3.0≤(|ΔCab|/|ΔL|)≤4.0，则|ΔL|+|ΔCab|＝(|ΔL|+|Δ
* * * * * * * *
Cab|)÷3；如果ΔL≠ΔCab且(|ΔCab|/|ΔL|)＞4.0，则|ΔL|+|ΔCab|＝(|ΔCab |/|Δ
*
L|)×0.1+1.0；
* *
6.2.1.3当7.5≥ΔHab＞1.5时：|ΔL|+|ΔCab|＝|ΔHab|；
* * * *
6.2.1.4当ΔHab＞7.5时：|ΔL|+|ΔCab|＝(|ΔL|+|ΔCab|)÷|ΔHab|；
6.2.2结果判定标准
* *
(|ΔL|+|ΔCab|)≤0.5为颜色无变化，耐化学腐蚀性能良好；
* *
1.5≥(|ΔL|+|ΔCab|)＞0.5为颜色变化不明显，耐化学腐蚀性能一般；
* *
(|ΔL|+|ΔCab|)＞1.5为颜色变化明显，耐化学腐蚀性能较差；
6.3每组骨质瓷样品釉面耐化学腐蚀性能评价结果的判定
取自每组不同骨质瓷样品的3个试样经同一种化学试剂持续侵蚀特定周期后，当某个
* * *
试样色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab |的最大值大于此组试样色度变化绝对值|ΔL |+|Δ
*
Cab |最大值算术平均值的10％时；需要重新提取一组样品重复上述实验步骤；计算前后两
* *
组骨质瓷样品经这一试剂侵蚀特定周期后各个试样色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最大
* *
值的算术平均值，如果某个试样色度变化绝对值|ΔL |+|ΔCab |的最大值大于这两组6个
* *
样品色度变化绝对值|ΔL |+|ΔCab |最大值算术平均值的10％，则弃之；取剩余试样色度
* *
变化绝对值|ΔL |+|ΔCab|最大值的算术平均值作为该批次骨质瓷样品耐此化学试剂侵
蚀性能的判定参数，并按照6.2给出的性能判定依据进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种色度变化测量法检测骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的方
法，其特征在于，所述加热试验过程中不需要测温时，应用橡胶塞将反应瓶的测温孔密封。
3.根据权利要求1所述的一种色度变化测量法检测骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的方
法，其特征在于，所述加热试验过程中调整试验溶液时，应尽快将反应瓶内原有溶液倒出，
待试验装置冷却后将其拆卸并用自来水冲洗1～2遍，然后用蒸馏水充分冲洗。

一种色度变化测量法检测骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的
方法
技术领域
[0001] 本发明涉及骨质瓷材料及制品釉面耐化学腐蚀性能定量测试方法，具体是一种应
* *
用分光测色仪对以色度变化|ΔL |+|ΔCab |表征的骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的检测
方法，属于陶瓷理化性能检测技术领域。
背景技术
[0002] 骨质瓷较传统普通瓷而言最显著的优势是原料中添加骨炭后使得成品中含有适
量的磷酸三钙，因其“薄如纸、透如镜、声如磬、白如玉”而备受国内外市场青睐，象牙白是骨
质瓷区别于传统陶瓷产品的外观特征之一。由于独特的原料配比和烧成工艺，骨质瓷产品
*
的釉面色度Cab通常介于8.0～15.0之间，根据QB/T1503‑2011《日用陶瓷白度测定方法》中
*
第9.2条对陶瓷产品有无彩色的界定标准“Cab＞4.0为有彩色”，理论与实验均证明，骨质瓷
是名副其实彩色陶瓷制品。但鉴于骨质瓷这一高档瓷种在原料配方和生产工艺上与传统普
通瓷相比存在较大差异，其独特的高温素烧、中温釉烧的烧成制度，使得成瓷釉面化学稳定
性相对较差。在日常生活中，当使用骨质瓷餐、饮、厨具盛放酸性食物时，釉面通常出现深浅
不一的瑕渍残留或色泽弱化，导致瓷器使用价值大打折扣，故其釉面耐化学腐蚀性能实为
衡量产品质量优劣的一项重要指标。
[0003] 骨质瓷所用釉料为熔块釉，其酸碱比介于1:1～1:3之间；釉层厚度通常为0.2～
1.0mm，具有一定的硬度和脆性，化学组成不固定，等价于附着在坯体表面的一层玻璃质固
溶体；难溶于强酸，对气体和液体无渗透作用。酸性物质对陶瓷釉面的腐蚀机理主要体现为
+ +
将釉中碱性成份分解，使Na离子处于游离态，H离子依据扩散规律渗入釉层，尽管阳离子载
体和相应的电子中和力未发生变化，但釉面化学组成已改变，酸性物质对釉层的腐蚀作用
‑ 4‑ ‑
始于将(OH)群置换为(SiO )，当生成物以(ONa)群态出现的同时，水分子被再次吸附，遇
4+ 2‑ + +
水分解作用不断持续直至生成最终络合物Si +O 6H8‑xNaX；当其作为正水硅酸与Na盐吸
附时，鉴于水溶性或扩散性作用，侵蚀反应难以为继，因此硅酸聚集于玻璃体表面形成一层
保护膜。
[0004] 碱性物质对陶瓷釉面的侵蚀机理与酸不同,在SiO2为主体的釉层玻璃体中，Si4+以
4‑ 2+
[SiO4] 形式存在；尽管Si‑O的键强较高，但引入碱性物质后，釉面各键的键强将因R 的极
化作用而有所弱化，碱金属或碱土金属阳离子夺取釉层中“游离氧”后，Si‑O‑Si桥链出现断
Q/RT
裂并溶解，溶解速率可由公式V＝A·e 表示。由于碱性物质对陶瓷釉面的侵蚀始于在
‑
(OH)离子附近生成吸附层,故当其它负离子共存时将阻碍这一过程的发生；相对于酸液侵
蚀而言，碱液因无法在陶瓷釉面形成保护膜而导致腐蚀速度较快。
[0005] 目前，有关日用陶瓷釉面耐化学腐蚀性方面的测定方法相对片面，主要有国标GB/
T 5003‑1999《日用陶瓷器釉面耐化学腐蚀性的测定》、GB/T 7988‑2013《搪玻璃釉耐碱性溶
液腐蚀性能的测定》、GB/T 7989‑2013《搪玻璃釉耐沸腾酸及其蒸汽腐蚀性能的测定》、GB 
9988‑1988《搪瓷耐碱性能测试方法》、GB/T 9989.1‑2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第1部分
室温下耐酸侵蚀的测定》、GB/T 9989.2‑2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第2部分耐沸腾酸、沸
腾中性液体及其蒸汽化学侵蚀的测定》、GB/T 9989.3‑2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第3部
分用六角形容器进行耐碱溶液侵蚀的测定》、GB/T 9989.4‑2015《搪瓷耐化学侵蚀的测定第
4部分用圆柱形容器进行耐碱溶液侵蚀的测定》、GB/T 9989.5‑2015《搪瓷耐化学侵蚀的测
定第5部分在封闭系统中耐化学侵蚀的测定》和GB/T 4738‑2015《日用陶瓷材料耐酸、耐碱
性能测定方法》；若将其应用于骨质瓷釉面耐化学腐蚀性测定，存在以下不妥之处：
[0006] 1.国标GB/T 5003‑1999的方法原理为试样直接受氯化铵、氢氧化钾和冰乙酸三种
实验溶液的作用，在室温条件下经一定时间侵蚀后观察并确定其受腐蚀的程度；实验试剂
的种类过于单一，实验条件仅局限于室温，与日用陶瓷产品的现实使用状态存在一定差距，
因此难以全面体现骨质瓷在日常使用过程中承受酸性、碱性、盐类等化学物质腐蚀的性能
优劣；
[0007] 2.国标GB/T 4738‑2015规定磨去样品釉层，在浓硫酸或10％氢氧化钠溶液中微沸
1h，计算未被腐蚀部分的试样重量与原有试样重量，适用于陶瓷材料耐蚀性能检测，但对于
陶瓷釉面耐化学腐蚀性能测试领域则不具备科学价值和实际意义；
[0008] 3.国标GB/T 9989.1‑2015、GB/T 9989.2‑2015、GB/T 9989.3‑2015、GB/T 9989.4‑
2015、GB/T 9989.5‑2015系列标准即使用翻译法等同采用ISO 28706‑1:2008、ISO 28706‑
2:2008、ISO 28706‑3:2008、ISO 28706‑4:2008和ISO 28706‑5:2010系列国际标准，其中标
准第一部分规定室温柠檬酸、硫酸等酸性物质的侵蚀时间仅为15min±30s，与陶瓷实际使
用状况不相符合，且短时间内难以科学衡量样品耐蚀性能；标准其余四部分内容分别规定
了一定温度和浓度的酸、碱及中性液体对搪瓷样品持续腐蚀一定时间后，通过测量其失重
计算单位面积的失重速率。GB/T 7988‑2013和GB/T 7989‑2013分别参考ISO 28706‑4:2008
和ISO 28706‑2:2008制定而成，规定了试样经碱和酸作用后，单位面积总失重和年腐蚀速
率的计算方法；GB 9988‑1988与其类似。
[0009] 国外现行有效的相关标准体系主要包括以下技术规范：
[0010] 1.国际标准
[0011] 1.1 ISO 2733‑1983《Vitreous and porcelain enamels‑‑Apparatus for 
testing Cith acid and neutral liquids and their vaporous搪瓷釉‑用酸和中性液体
及其蒸汽进行耐蚀性试验的装置》，规定了搪瓷釉面耐沸腾酸性溶液侵蚀性能有关实验装
置的技术要求；
[0012] 1.2 ISO 28706‑1:2008《Vitreous And Porcelain Enamels‑Determination Of 
Resistance To Chemical Corrosion‑Part 1:Determination Of Resistance To 
Chemical Corrosion By Acids At Room Temperature室温条件下瓷釉和搪瓷耐酸腐蚀测
定方法》，规定了23℃±3℃的试验条件下，使用100g/L柠檬酸溶液、0.2mol/L的硫酸溶液对
搪瓷釉面腐蚀15min±30s后，采用干擦/湿擦试验定性评价样品耐酸腐蚀性能的方法；
[0013] 1.3 ISO 28706‑2:2008《Determination of resistance to chemical 
corrosion by boiling acids,neutral liquids and/or their vapor瓷釉和搪瓷对沸腾
盐酸、中性液体及其蒸汽耐蚀性能的判定》，规定了经64g/L的柠檬酸溶液(沸腾液相)、30％
(质量分数)的硫酸溶液(沸腾液相)以及20％(质量分数)的盐酸溶液(气相)对搪瓷釉面分
别持续作用2.5h、18h和7d后，测定样品单位面积总失重或侵蚀速率的方法；
[0014] 1.4 ISO 28706‑3:2008《Determination of resistance to chemical 
corrosion by alkaline liquids using a hexagonal vessel瓷釉和搪瓷对碱性液体耐
蚀性能的判定(使用六边形容器测定法)》，规定了使用六边形容器经95℃的标准洗涤剂溶
液及40℃～95℃的其他碱性溶液对搪瓷釉面分别持续作用至少24h(或168h)后，测定样品
单位面积总失重的方法；
[0015] 1.5 ISO 28706‑4:2008《Determination of resistance to chemical 
corrosion by alkaline liquids using a cylindrical vessel瓷釉和搪瓷对碱性液体
耐蚀性能的判定(使用圆柱形容器测定法)》，规定了使用圆柱形容器经0.1mol/L的氢氧化
钠溶液在80℃±1℃的试验温度条件下对搪瓷釉面持续作用24h后，测定样品单位面积总失
重或侵蚀速率的方法；
[0016] 1.6 ISO 28706‑5:2010《incrimination of resistance to chemical 
corrosion‑Part 5Determination of resistance to chemical corrosion in closed 
systems搪瓷耐化学侵蚀的测定第5部分:在封闭系统中耐化学侵蚀的测定》系列标准，规定
了工业搪瓷耐化学侵蚀性能的测试方法，将搪瓷试样置于高压蒸锅中，经20％(质量分数)
的盐酸溶液和1mol/L的氢氧化钠溶液分别在140℃±1℃和80℃±0.1℃的试验温度条件
下，对搪瓷试样持续侵蚀24h±5min后，测定失重并计算单位面积失重速率的方法。
[0017] 上述系列国际标准的实验原理与其他同类标准基本相同，均为定性目测样品蚀后
釉面质量变化或定量测试质量损失速率。
[0018] 2.美标：
[0019] 2.1 ASTM C 735‑2004(2014)《Standard Test Method for Acid Resistance of 
Ceramic Decorations on Returnable Beer and Beverage Glass Containers可反复使
用的玻璃质啤酒及饮料容器上陶瓷装饰釉面耐酸性的标准试验方法》，规定了使用11.5％
(质量分数)的HCl溶液在25℃±5℃的温度条件下侵蚀陶瓷样品釉面20min，然后测定其釉
面光泽度的变化情况，技术要求相对简单、片面；
[0020] 2.2 ASTM C 777‑2004(2009)《Standard Test Method for Sulfide Resistance 
of Ceramic Decorations on Glass玻璃上陶瓷装饰耐硫化物作用的标准试验方法》规定
了室温条件下，陶瓷釉面耐4％(体积分数)的乙酸溶液和饱和硫化钠溶液侵蚀性能的定性
检测方法；
[0021] 2.3 ASTM C 1203‑2004(2014)《Standard Test Method for Quantitative 
Determination of Alkali Resistance of a Ceramic‑Glass Enamel陶瓷玻璃釉层耐碱
性定量测定标准试验方法》规定了在95℃的试验温度条件下，陶瓷釉面经10％(质量分数)
氢氧化钠溶液侵蚀2h后，计算质量损失速率的检测方法；
[0022] 2.4 ASTM C 676‑2004(2009)《Standard Test Method for Detergent 
Resistance of Ceramic Decorations on Glass TableCare玻璃餐具上陶瓷装饰耐洗涤
剂的标准试验方法》规定了在60℃±2℃的实验条件下，加彩瓷釉玻璃器皿经5％(质量分
数)焦磷酸钠溶液侵蚀2h后，釉面外观质量变化的定性检测方法；
[0023] 2.5 ASTM C 614‑2010(2011)《Standard Test Method for Alkali Resistance 
of Porcelain Enamels工业瓷器用瓷釉耐强碱腐蚀的标准试验方法》规定了在96℃±0.20
℃的实验条件下，陶瓷釉面经5g/L的焦磷酸钠溶液侵蚀6h后，计算质量损失速率的检测方
法；
[0024] 2.6 ASTM C 283‑2013《Standard Test Methods for Resistance of Porcelain 
Enameled Utensils to Boiling Acid搪瓷器皿耐沸腾酸腐蚀的标准试验方法》规定了在
104℃的实验条件下，陶瓷釉面经6％(质量分数)的柠檬酸溶液侵蚀2.5h后，计算质量损失
速率的检测方法；
[0025] 3.欧标
[0026] 3.1 BS EN 13310:2015《Kitchen Sinks‑Functional Requirements And Test 
Methods厨房洗涤槽的功能要求和测试方法》规定了经10％(体积分数)的乙酸溶液、5％(质
量分数)的氢氧化钠溶液、70％(体积分数)的酒精溶液、含5％活性氯的次氯酸钠溶液、1％
(质量分数)的亚甲基兰溶液、3.4g/l的氯化钠溶液在23℃±5℃的试验温度条件下，对瓷质
厨房洗涤槽持续腐蚀16h±0.25h后，目测样品釉面状态的变化情况；
[0027] 3.2 BS EN 14428:2015《ShoCer Enclosures‑Functional Requirements And 
Test Methods淋浴房 功能要求和测试方法》规定了经10％(体积分数)的乙酸溶液、5％(质
量分数)的氢氧化钠溶液、70％(体积分数)的酒精溶液、含5％活性氯的次氯酸钠溶液、1％
(质量分数)的亚甲基兰溶液在23℃±5℃的试验温度条件下，对淋浴房持续腐蚀2h±0.25h
后，目测样品釉面状态的变化情况；
[0028] 3.3 BS EN 14688:2015《Sanitary appliances‑Cash basins‑Functional 
requirements and test methods卫生洁具洗面盆功能要求和测试方法》规定了经10％(体
积分数)的乙酸溶液、5％(质量分数)的氢氧化钠溶液、70％(体积分数)的酒精溶液、含5％
活性氯的次氯酸钠溶液、1％(质量分数)的亚甲基兰溶液、3.4g/l的氯化钠溶液在23℃±5
℃的试验温度条件下，对瓷质厨房洗涤槽持续腐蚀2h±0.25h后，目测样品釉面状态的变化
情况；
[0029] 4.澳大利亚标准
[0030] AS 1976:1992《vitreous china for use in sanitary appliances玻化瓷卫生
洁具》规定了卫生陶瓷样品的釉面分别经10％(体积分数)的乙酸溶液和10％(体积分数)的
柠檬酸溶液在100℃±5℃时持续侵蚀16h以上、50％(体积分数)的盐酸溶液在18℃±3℃时
持续侵蚀48h以上、50g/L的氢氧化钠溶液在60℃±5℃时持续侵蚀0.5h以上、0.15g/L的硬
脂酸钠溶液在60℃±5℃时持续侵蚀48h以上、3％(体积分数)的硫酸溶液在100℃±5℃时
持续侵蚀16h以上；然后对卫生陶瓷釉面外观变化情况进行目测的方法。
[0031] 综上所述，目前关于陶瓷耐化学腐蚀性能的定性检测方法基本以蚀后样品釉面外
观质量的目测变化为主，定量测试方法则普遍以陶瓷样品蚀后单位面积失重速率以及实验
周期内的侵蚀速率作为釉面耐蚀性评价指标。由于现有定性测试方法规定的化学物质对陶
瓷制品的腐蚀时间通常在24h以上，在较长的时间间隔内，仅凭残感记忆判断样品釉面色泽
的变化难免会影响观察的准确性；故受实验人员的视力及观测条件等因素影响，肉眼观察
结果存在较大误差。而现有定量法即质量损失率测试法在性能评价指标选择等方面与骨质
瓷的质量特性、实际使用价值及消费者关注重点之间存在较大差异，无法满足骨质瓷釉面
耐化学腐蚀性能检测技术的科学性和适用性要求。
发明内容
[0032] 本发明要解决的技术问题是提供一种色度变化测量法检测骨质瓷器釉面耐化学
* *
腐蚀性能的方法，本发明应用分光测色仪对以色度变化(|ΔL|+|ΔCab|)表征的骨质瓷器
釉面耐化学腐蚀性能进行精准定量检测，能够解决骨质瓷乃至陶瓷材料及制品釉面耐化学
腐蚀性能精准定量测试问题。
[0033] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0034] 一种色度变化测量法检测骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能的方法，其特征在于，应
* *
用分光测色仪对以色度变化(|ΔL |+|ΔCab|)表征的骨质瓷器釉面耐化学腐蚀性能进行
精准定量检测，具体步骤如下：
[0035] (1)样品制备及前处理
[0036] 1.1骨质瓷样品的数量及规格
[0037] 将同一厂家、同一生产批次，器型、规格、尺寸相同，表面无裂纹、无疵点、无彩饰、
无缺釉、无针孔等缺陷的骨质白瓷平盘作为测试样品，以取自不同样品的3个骨质瓷试样作
为一组；平盘样品提取应满足室温试验及加热试验所用试样数量要求；
[0038] 1.2室温试验的试样数量及规格
[0039] 对于室温试验方法，试样数量为11组，每组试样只用于一种试剂的侵蚀试验，每个
试样的切割尺寸为(60±3)mm×(60±3)mm，厚度不大于6mm；应确保试样待测部位覆有釉面
且平整，平坦部位的面积应大于盖子的直径；
[0040] 1.3加热试验的试样数量及规格
[0041] 对于加热试验方法，试样数量为8组，每组试样只用于一种试剂的侵蚀试验，每个
试样的切割尺寸为(80±4)mm×(80±4)mm,厚度不大于6mm；
[0042] 1.4试样前处理
[0043] 试验前应将试样充分洗净，先用中性洗涤剂清洗，然后分别用自来水和蒸馏水冲
洗干净；将洗净后的试样用清洁毛巾吸干，放入温度为100℃±5℃的干燥箱内烘烤60min，
并将烘干后的试样移入硅胶干燥器中冷却2h以上；
[0044] (2)室温试验
[0045] 2.1对骨质瓷样品进行化学腐蚀实验前，首先在符合标准QB/T 1503‑2011《日用陶
瓷白度测定方法》规定的实验条件下，采用经检定合格的陶瓷标准白板对仪器进行校准，同
时将分光测色仪的测量模式设定为连续测量3次、自动求算术平均值；
[0046] 2.2按照图1所示，在每个试样的待测釉面上依次选取五个测量点，其中测点A的位
置为试样的几何中心，测点B、C、D、E的位置分别为该试样正方形表面两条对角线长度的四
分之一点处；测量并记录各测点的位置；
[0047] 2.3使用仪器分别测定A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、Z，取其算术平
均值作为该试样承受化学腐蚀前釉面颜色的平均分布数据；
[0048] 2.4用移液枪移取3.0ml±0.3ml表1中所列的11种试验溶液，分别滴加于11组骨质
瓷试样的釉面上，用L棒将试样表面的化学溶液涂抹均匀，并完全覆盖A、B、C、D、E五个测点
位置，然后迅速将盖子倒扣在试样上，使其盖住整个试验区域；
[0049] 2.5在整个试验过程中试剂作用时间和环境温湿度条件应符合表1的规定，并满足
遮光要求；
[0050] 表1室温试验用化学试剂及试验条件
[0051] 试验溶液 试验温度 环境相对湿度 侵蚀时间
110g/L的柠檬酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
11％(体积分数)的乙酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
20％(质量分数)的盐酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
30％(质量分数)的硫酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
55g/L的氢氧化钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
23g/L的碳酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
25％(质量分数)的三磷酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
55％(体积分数)的次氯酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
85g/L的氯化钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
70％(体积分数)的乙醇溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
12g/L的亚甲基兰溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
[0052] 2.6每隔2h±2min移除盖子，用蒸馏水将试验区域冲洗干净并用无氟滤纸吸干，重
复上述2.3操作步骤，使用分光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激
值X、Y、Z；取其平均值作为该试样经某种化学试剂腐蚀特定时间后釉面颜色的平均分布数
据；
[0053] 2.7待室温溶液腐蚀时间满足10h±10min后，终止试验；
[0054] (3)加热试验
[0055] 3.1对骨质瓷试样进行加热试验前，重复上述室温试验中第2.1～2.4操作步骤，使
用分光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、Z，取其算术平均
值作为该试样承受化学腐蚀前釉面颜色的平均分布数据；
[0056] 3.2加热试验所用装置为平底圆形反应器，结构见图2；按照图示连接试验装置，将
待测试样放入反应容器底部，使其釉面待测试验区域朝上；
[0057] 3.3将1000mL符合表2规定的试验溶液由回流冷凝器的接口处注入反应容器内，使
溶液充分浸没试样；安装好回流冷凝器，用橡胶塞密封试验装置；
[0058] 表2加热试验用化学试剂及试验条件
[0059]
[0060]
[0061] 3.4通入冷却水，接通电热圈电源，用温度计测量试验温度，温度计的水银球应处
于试验溶液液面高度一半的位置；在整个试验过程中，溶液温度应符合表2规定并保持恒
定，从试验溶液达到规定的温度范围开始计时；
[0062] 3.5在试验期间，对于处于沸腾状态的试验溶液，应将冷凝液收集器的收集速度控
制在8mL/3min～10mL/3min；
[0063] 3.6每隔2h±2min停止加热一次，待反应瓶内的试验溶液冷却后，用长柄夹取出试
样，然后用蒸馏水充分冲洗并用滤纸吸干试样表面的水分；
[0064] 3.7使用分光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、
Z；取其平均值作为该试样经某种化学试剂在加热条件下腐蚀特定时间后釉面颜色的平均
分布数据；
[0065] 3.8到达表2规定的试验周期后，停止加热并终止试验；
[0066] (4)结果计算
[0067] 由于分光测色仪能够测定并直接读取三刺激值X、Y、Z，因此骨质瓷试样受蚀前后
釉面色度变化的数值，可利用下列公式计算得出；
[0068] 以分光测色仪测量的各组骨质瓷试样受蚀前后的三刺激值X、Y、Z为基础数据，计
* * * * *
算CIE 1976(L a b )色空间中的色品坐标x、y、z以及色品指数a 、b 的数值，根据GB/T 
* *
11942‑1989中的明度差ΔL 和彩度差ΔCab公式计算各组骨质瓷试样经不同类别、不同温
* *
度的化学试剂侵蚀前后的色度变化值|ΔL|+|ΔCab|；具体计算公式如下：
[0069] x＝X/(X+Y+Z)…………………………………………………………………(1)
[0070] y＝Y/(X+Y+Z)…………………………………………………………………(2)
[0071] 骨质瓷试样的明度指数L*按公式(3)计算：
[0072] L*＝116/(Y/Yn)1/3………………………………………………………………(3)
[0073] a*＝500[(X/Xn)1/3‑(Y/Yn)1/3]…………………………………………………(4)
[0074] b*＝200[(Y/Yn)1/3‑(Z/Zn)1/3]…………………………………………………(5)
[0075] 骨质瓷试样的彩度Cab*较按公式(6)计算：
[0076] Cab*＝(a*2+b*2)1/2………………………………………………………………(6)
[0077] 骨质瓷试样的色调角hab按公式(7)计算：
[0078] hab＝arcctg(b*/a*)……………………………………………………………(7)
[0079] 骨质瓷试样承受化学腐蚀前后釉面的明度差ΔL*、彩度差ΔCab*和色调差ΔHab按
公式(8)～(10)计算：
[0080] ΔL*＝L*‑L*′……………………………………………………………(8)
[0081] ΔCab*＝Cab*‑Cab*′……………………………………………………………(9)
[0082] ΔHab＝hab‑hab′……………………………………………………………(10)
[0083] 式中:
[0084] X——X刺激值；
[0085] Y——Y刺激值；
[0086] Z——Z刺激值；
[0087] x、y——色品坐标；
[0088] a*、b*——均匀色品指数；
[0089] Xn、Yn、Zn——CIE 1964标准照明体D65的三刺激值；
[0090] Xn＝94.81,Yn＝100.00,Zn＝107.32；
[0091] ΔL*——同一个骨质瓷试样受蚀前后的明度差；
[0092] L*——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的明度指数计算值；
[0093] L*′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的明度指数计算值。
[0094] ΔCab*——同一个骨质瓷试样受蚀前后的彩度差；
[0095] Cab*——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的彩度计算值；
[0096] Cab*′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的彩度计算值。
[0097] ΔHab——同一个骨质瓷试样受蚀前后的色调差；
[0098] hab——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的色调角计算值；
[0099] hab′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的色调角计算值；
[0100] (5)数据修约
[0101] 测量结果的数据修约应符合GB/T 4739‑2015《日用陶瓷颜料色度测定方法》中第
8.1～8.3有关规定,每个试样的三刺激值X、Y、Z由仪器直接读取，每组试样的三刺激值分别
以该组3个试样三刺激值的算术平均值表示，精确到小数点后一位；试样的色品坐标计算结
果修约至小数点后四位,色品指数修约至小数点后两位；试样受蚀前后的明度指数、彩度和
色调角计算结果修约至小数点后一位；
[0102] (6)性能判定
[0103] 6.1骨质瓷釉面耐化学腐蚀性能评价指标的确定
[0104] 基于性能评价标准的科学性和规范性要求，针对骨质瓷试样在不同实验温度的条
件下，经不同类别、不同浓度的化学试剂持续作用一定时间后，釉面色度的变化趋势呈现互
不相同的特点；在参考借鉴美标ASTM C 283‑2013《Standard Test Methods for 
Resistance of Porcelain Enameled Utensils to Boiling Acid搪瓷器皿耐沸腾酸腐蚀
的标准试验方法》对搪瓷釉面耐沸腾酸液腐蚀性能相关评价规定的基础上；针对室温和加
热两种不同的试验温度条件，在每种酸性、碱性及中性化学试剂对骨质瓷试样的持续腐蚀
过程中，选取特定周期内每间隔2h所测得试样较其承受化学侵蚀之前相比釉面色度变化绝
* *
对值|ΔL|+|ΔCab|的最大值作为该试样承受这一试剂化学腐蚀性能的评价指标；每组骨
*
质瓷样品耐该试剂化学腐蚀性能的评价指标为其3个试样蚀后色度变化绝对值|ΔL|+|Δ
*
Cab|最大值的算术平均值；
[0105] 6.2骨质瓷釉面耐化学腐蚀性能的判定依据
[0106] 根据实验数据统计分析结果和国际通用颜色判定准则，采取以下分级判定标准：
[0107] 6.2.1结果判定指标|ΔL*|+|ΔCab*|的计算原则
[0108] 6.2.1.1|ΔL*|≤0.2且|ΔCab*|≤0.2时：如果|ΔHab|≠0，则|ΔL*|+|ΔCab*|＝|
* *
ΔHab|；否则|ΔL|+|ΔCab|数值不变；
[0109] 6.2.1.2当|ΔHab|≤1.5时：如果ΔL*＝ΔCab*，则|ΔL*|+|ΔCab*|＝(|ΔL*|+|Δ
* * * * * * * *
Cab|)÷2；如果ΔL≠ΔCab且3.0≤(|ΔCab|/|ΔL |)≤4.0，则|ΔL |+|ΔCab|＝(|ΔL |
* * * * * * * *
+|ΔCab|)÷3；如果ΔL≠ΔCab且(|ΔCab|/|ΔL |)＞4.0，则|ΔL|+|ΔCab |＝(|ΔCab
*
|/|ΔL|)×0.1+1.0；
[0110] 6.2.1.3当7.5≥ΔHab＞1.5时：|ΔL*|+|ΔCab*|＝|ΔHab|；
[0111] 6.2.1.4当ΔHab＞7.5时：|ΔL*|+|ΔCab*|＝(|ΔL*|+|ΔCab*|)÷|ΔHab|。
[0112] 6.2.2结果判定标准
[0113] (|ΔL*|+|ΔCab*|)≤0.5为颜色无变化，耐化学腐蚀性能良好；
[0114] 1.5≥(|ΔL*|+|ΔCab*|)＞0.5为颜色变化不明显，耐化学腐蚀性能一般；
[0115] (|ΔL*|+|ΔCab*|)＞1.5为颜色变化明显，耐化学腐蚀性能较差；
[0116] 6.3每组骨质瓷样品釉面耐化学腐蚀性能评价结果的判定
[0117] 取自每组不同骨质瓷样品的3个试样经同一种化学试剂持续侵蚀特定周期后，当
* * *
某个试样色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|的最大值大于此组试样色度变化绝对值|ΔL|+|
*
ΔCab |最大值算术平均值的10％时；需要重新提取一组样品重复上述实验步骤；计算前后
* *
两组骨质瓷样品经这一试剂侵蚀特定周期后各个试样色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最
* *
大值的算术平均值，如果某个试样色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|的最大值大于这两组6
* *
个样品色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最大值算术平均值的10％，则弃之；取剩余试样色
* *
度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最大值的算术平均值作为该批次骨质瓷样品耐此化学试剂
侵蚀性能的判定参数，并按照6.2给出的性能判定依据进行评价。
[0118] 所述加热试验过程中不需要测温时，应用橡胶塞将反应瓶的测温孔密封。
[0119] 所述加热试验过程中调整试验溶液时，应尽快将反应瓶内原有溶液倒出，待试验
装置冷却后将其拆卸并用自来水冲洗1～2遍，然后用蒸馏水充分冲洗。
[0120] 采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：
[0121] (1)先进性：通过应用现代精密仪器——分光测色仪作为陶瓷釉面耐化学腐蚀性
*
能检测设备，对骨质瓷样品受蚀前后的颜色分布数据进行测定，并计算其色度变化|ΔL |+
*
|ΔCab|数值；提高了检测技术的先进性水平，达到陶瓷釉面耐化学腐蚀性检测的现代化和
定量化，为实现检测结果的精准化奠定了仪器设备硬件基础；
[0122] (2)科学性：针对骨质瓷釉面颜色特点及其与釉面理化性能的相关性，以样品受蚀
前后釉面颜色的变化作为性能评价指标，考察同一样品在不同温度、不同试剂条件下色度
* *
变化|ΔL|+|ΔCab|的波动范围，符合骨质瓷的实际使用状态及消费者对其使用价值的关
注焦点，进一步提高了检测方法的科学性和适用性；
[0123] (3)规范性：根据国际公认的颜色差异判定准则对测试结果进行评价，仪器校准、
计算公式、数据修约等参照国标GB/T 4739‑2015和行标QB/T 1503‑2011中相关规定；提供
了加热试验所用装置的结构图示及其各部件的性能要求，明确了样品尺寸、测点位置、实验
试剂、腐蚀时间、结果计算、性能评价等方面技术内容；
[0124] (4)定量性：引入能够客观反映骨质瓷釉面耐化学腐蚀性的物理量——受蚀前后
* *
釉面色度的变化|ΔL|+|ΔCab|作为相关性能评价指标，根据仪器测得的三刺激值X、Y、Z
数据，利用公式计算得到各试样经不同试剂、不同温度、不同时间化学腐蚀后的色度值，同
时限定数据修约范围，能够实现检测结果的定量化；
[0125] (5)准确性：采用自动化程度高、技术先进成熟的分光测色计作为测试设备，选取
* *
三件骨质瓷样品经同一化学试剂侵蚀不同时间后釉面色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最
大值的算术平均值作为相关性能评价指标；并尽量均匀分布测点位置，合理增加测点数量；
并利用标准物质对仪器的色度测定结果进行校准，可有效避免测量误差；
[0126] (6)创新性：试样表面五个测量位置可确保测点分布均匀、数量合理；以其均值为
试样釉面颜色分布数据，提高了检测结果的准确性和代表性；蚀后2h±2min的测量频次增
* *
强了对试样耐蚀性的全面考核，选取每组试样釉面色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最大值
的算术平均值作为性能评价指标；突破了传统方法无明确测点、无测试循环的局限；
[0127] (7)可操作性：分光测色仪价格低廉、应用广泛，本发明方法规定的试样尺寸易于
加工，样品前处理及一系列实验操作简便易行；结果计算公式简单实用，且目前大多数仪器
* *
能够自动完成基于明度指数L 和彩度Cab的色度直接测量；方法对有关实验步骤各项技术
要求的描述清晰而具体，易于理解和掌握，实施过程具备较强的可操作性；
[0128] (8)普适性：基于上述优点，本发明方法具备较强的实用性，有利于扩大在检、学、
研、产各界的推广应用；有利于支撑骨质瓷材料及制品釉面耐化学腐蚀性能检测技术实现
普适化，可对其他种类的陶瓷产品的釉面耐化学腐蚀性能检测技术研究提供参考借鉴。
附图说明
[0129] 图1为本发明中试样待测釉面的测点位置示意图；
[0130] 图中：A.试样待测表面的几何中心处；B.试样的几何中心与其右上顶点连线的中
点处；C.试样的几何中心与其左上顶点连线的中点处；D.试样的几何中心与其左下顶点连
线的中点处；E.试样的几何中心与其右下顶点连线的中点处；
[0131] 图2为本发明加热试验所用装置平底圆形反应器的结构示意图；
[0132] 图中：1.氮气管；2.进水口；3.回流冷凝器；4.温度感应器；5.反应容器；6.电热圈；
7.出水口；8.温度计。
具体实施方式
[0133] 下面结合附图及较佳实施例对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能
更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0134] 本实施例以对“唐山骨质瓷”地理标志产品的釉面耐化学腐蚀性能的检测为例说
明。
[0135] 具体的检测方法按下述步骤进行：
[0136] (1)样品制备及前处理
[0137] 1.1骨质瓷样品的数量及规格
[0138] 将同一厂家、同一生产批次，器型、规格、尺寸相同，表面无裂纹、无疵点、无彩饰、
无缺釉、无针孔等缺陷的骨质白瓷平盘作为测试样品，以取自不同样品的3个骨质瓷试样作
为一组；平盘样品提取应满足室温试验及加热试验所用试样数量要求。
[0139] 1.2室温试验的试样数量及规格
[0140] 对于室温试验方法，试样数量为11组，每组试样只用于一种试剂的侵蚀试验，每个
试样的切割尺寸为(60±3)mm×(60±3)mm，厚度不大于6mm；应确保试样待测部位覆有釉面
且平整，平坦部位的面积应大于盖子的直径。
[0141] 1.3加热试验的试样数量及规格
[0142] 对于加热试验方法，试样数量为8组，每组试样只用于一种试剂的侵蚀试验，每个
试样的切割尺寸为(80±4)mm×(80±4)mm,厚度不大于6mm。
[0143] 1.4试样前处理
[0144] 试验前应将试样充分洗净，先用中性洗涤剂清洗，然后分别用自来水和蒸馏水冲
洗干净。将洗净后的试样用清洁毛巾吸干，放入温度为100℃±5℃的干燥箱内烘烤60min，
并将烘干后的试样移入硅胶干燥器中冷却2h以上。
[0145] (2)室温试验
[0146] 2.1对骨质瓷样品进行化学腐蚀实验前，首先在符合标准QB/T 1503‑2011《日用陶
瓷色度测定方法》规定的实验条件下，采用经检定合格的陶瓷标准白板对仪器进行校准，同
时将分光测色仪的测量模式设定为连续测量3次、自动求算术平均值。
[0147] 2.2按照图1所示，在每个试样的待测釉面上依次选取五个测量点，其中测点A的位
置为试样的几何中心，测点B、C、D、E的位置分别为该试样正方形表面两条对角线长度的四
分之一点处；测量并记录各测点的位置。
[0148] 2.3使用仪器分别测定A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、Z，取其算术平
均值作为该试样承受化学腐蚀前釉面颜色的平均分布数据。
[0149] 2.4用移液枪移取3.0ml±0.3ml表1中所列的11种试验溶液，分别滴加于11组骨质
瓷试样的釉面上，用L棒将试样表面的化学溶液涂抹均匀，并完全覆盖A、B、C、D、E五个测点
位置，然后迅速将盖子倒扣在试样上，使其盖住整个试验区域。
[0150] 2.5在整个试验过程中试剂作用时间和环境温湿度条件应符合表1的规定，并满足
遮光要求。
[0151] 表1室温试验用化学试剂及试验条件
[0152]
试验溶液 试验温度 环境相对湿度 侵蚀时间
110g/L的柠檬酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
11％(体积分数)的乙酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
20％(质量分数)的盐酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
30％(质量分数)的硫酸溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
55g/L的氢氧化钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
23g/L的碳酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
25％(质量分数)的三磷酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
55％(体积分数)的次氯酸钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
85g/L的氯化钠溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
70％(体积分数)的乙醇溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
12g/L的亚甲基兰溶液 22℃±2℃ 不大于75％RH 10h±10min
[0153] 2.6每隔2h±2min移除盖子，用蒸馏水将试验区域冲洗干净并用无氟滤纸吸干，重
复上述2.3操作步骤，使用分光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激
值X、Y、Z；取其平均值作为该试样经某种化学试剂腐蚀特定时间后釉面颜色的平均分布数
据。
[0154] 2.7待室温溶液腐蚀时间满足10h±10min后，终止试验。
[0155] (3)加热试验
[0156] 3.1对骨质瓷试样进行加热试验前，重复上述室温试验中第2.1～2.4操作步骤，使
用分光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、Z，取其算术平均
值作为该试样承受化学腐蚀前釉面颜色的平均分布数据。
[0157] 3.2加热试验所用装置为平底圆形反应器，结构见图2；按照图示连接试验装置，将
待测试样放入反应容器底部，使其釉面待测试验区域朝上。
[0158] 3.3将1000mL符合表2规定的试验溶液由回流冷凝器的接口处注入反应容器内，使
溶液充分浸没试样；安装好回流冷凝器，用橡胶塞密封试验装置。
[0159] 表2加热试验用化学试剂及试验条件
[0160] 试验溶液 试验时间 试验温度
110g/L的柠檬酸溶液 10h±10min 100℃±5℃
11％(体积分数)的乙酸溶液 15h±20min 100℃±5℃
10％(质量分数)的盐酸溶液 10h±10min 100℃±5℃
20％(质量分数)的硫酸溶液 15h±20min 100℃±5℃
30g/L的氢氧化钠溶液 10h±10min 65℃±3℃
4g/L的焦磷酸钠溶液 10h±10min 100℃±5℃
4％(质量分数)的碳酸钠溶液 30h±35min 65℃±3℃
2.0g/L的硬脂酸钠溶液 36h±35min 65℃±3℃
[0161] 3.4通入冷却水，接通电热圈电源，用温度计测量试验温度，温度计的水银球应处
于试验溶液液面高度一半的位置。在整个试验过程中，溶液温度应符合表2规定并保持恒
定，从试验溶液达到规定的温度范围开始计时。
[0162] 3.5在试验期间，对于处于沸腾状态的试验溶液，应将冷凝液收集器的收集速度控
制在8mL/3min～10mL/3min。
[0163] 3.6每隔2h±2min停止加热一次，待反应瓶内的试验溶液冷却后，用长柄夹取出试
样，然后用蒸馏水充分冲洗并用滤纸吸干试样表面的水分。
[0164] 3.7使用分光测色仪分别测定各试样A、B、C、D、E五个测点位置处的三刺激值X、Y、
Z；取其平均值作为该试样经某种化学试剂在加热条件下腐蚀特定时间后釉面颜色的平均
分布数据。
[0165] 3.8到达表2规定的试验周期后，停止加热并终止试验。
[0166] 加热试验过程中不需要测温时，应用橡胶塞将反应瓶的测温孔密封。
[0167] 加热试验过程中调整试验溶液时，应尽快将反应瓶内原有溶液倒出，待试验装置
冷却后将其拆卸并用自来水冲洗1～2遍，然后用蒸馏水充分冲洗。
[0168] (4)结果计算
[0169] 由于分光测色仪能够测定并直接读取三刺激值X、Y、Z，因此骨质瓷试样受蚀前后
釉面色度变化的数值，可利用下列公式计算得出。
[0170] 以分光测色仪测量的各组骨质瓷试样受蚀前后的三刺激值X、Y、Z为基础数据，计
* * * * *
算CIE 1976(L a b )色空间中的色品坐标x、y、z以及色品指数a 、b 的数值，根据GB/T 
* *
11942‑1989中的明度差ΔL 和彩度差ΔCab公式计算各组骨质瓷试样经不同类别、不同温
* *
度的化学试剂侵蚀前后的色度变化值|ΔL|+|ΔCab|。具体计算公式如下：
[0171] x＝X/(X+Y+Z)…………………………………………………………………(1)
[0172] y＝Y/(X+Y+Z)…………………………………………………………………(2)
[0173] 骨质瓷试样的明度指数L*按公式(3)计算：
[0174] L*＝116/(Y/Yn)1/3………………………………………………………………(3)
[0175] a*＝500[(X/Xn)1/3‑(Y/Yn)1/3]…………………………………………………(4)
[0176] b*＝200[(Y/Yn)1/3‑(Z/Zn)1/3]…………………………………………………(5)
[0177] 骨质瓷试样的彩度Cab*较按公式(6)计算：
[0178] Cab*＝(a*2+b*2)1/2……………………………………………………………(6)
[0179] 骨质瓷试样的色调角hab按公式(7)计算：
[0180] hab＝arcctg(b*/a*)………………………………………………………………(7)
[0181] 骨质瓷试样承受化学腐蚀前后釉面的明度差ΔL*、彩度差ΔCab*和色调差ΔHab按
公式(8)～(10)计算：
[0182] ΔL*＝L*‑L*′……………………………………………………………(8)
[0183] ΔCab*＝Cab*‑Cab*′………………………………………………………………(9)
[0184] ΔHab＝hab‑hab′………………………………………………………………(10)
[0185] 式中:
[0186] X——X刺激值；
[0187] Y——Y刺激值；
[0188] Z——Z刺激值；
[0189] x、y——色品坐标；
[0190] a*、b*——均匀色品指数；
[0191] Xn、Yn、Zn——CIE 1964标准照明体D65的三刺激值；
[0192] Xn＝94.81,Yn＝100.00,Zn＝107.32；
[0193] ΔL*——同一个骨质瓷试样受蚀前后的明度差；
[0194] L*——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的明度指数计算值；
[0195] L*′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的明度指数计算值。
[0196] ΔCab*——同一个骨质瓷试样受蚀前后的彩度差；
[0197] Cab*——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的彩度计算值；
[0198] Cab*′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的彩度计算值。
[0199] ΔHab——同一个骨质瓷试样受蚀前后的色调差；
[0200] hab——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀后的色调角计算值；
[0201] hab′——同一个骨质瓷试样受化学腐蚀前的色调角计算值。
[0202] (5)数据修约
[0203] 测量结果的数据修约应符合GB/T 4739‑2015《日用陶瓷颜料色度测定方法》中第
8.1～8.3有关规定,每个试样的三刺激值X、Y、Z由仪器直接读取，每组试样的三刺激值分别
以该组3个试样三刺激值的算术平均值表示，精确到小数点后一位；试样的色品坐标计算结
果修约至小数点后四位,色品指数修约至小数点后两位；试样受蚀前后的明度指数、彩度和
色调角计算结果修约至小数点后一位。
[0204] (6)性能判定
[0205] 6.1骨质瓷釉面耐化学腐蚀性能评价指标的确定
[0206] 基于性能评价标准的科学性和规范性要求，针对骨质瓷试样在不同实验温度的条
件下，经不同类别、不同浓度的化学试剂持续作用一定时间后，釉面色度的变化趋势呈现互
不相同的特点；在参考借鉴美标ASTM C 283‑2013《Standard Test Methods for 
Resistance of Porcelain Enameled Utensils to Boiling Acid搪瓷器皿耐沸腾酸腐蚀
的标准试验方法》对搪瓷釉面耐沸腾酸液腐蚀性能相关评价规定的基础上；针对室温和加
热两种不同的试验温度条件，在每种酸性、碱性及中性化学试剂对骨质瓷试样的持续腐蚀
过程中，选取特定周期内每间隔2h所测得试样较其承受化学侵蚀之前相比釉面色度变化绝
* *
对值|ΔL|+|ΔCab|的最大值作为该试样承受这一试剂化学腐蚀性能的评价指标；每组骨
*
质瓷样品耐该试剂化学腐蚀性能的评价指标为其3个试样蚀后色度变化绝对值|ΔL|+|Δ
*
Cab|最大值的算术平均值。
[0207] 6.2骨质瓷釉面耐化学腐蚀性能的判定依据
[0208] 根据实验数据统计分析结果和国际通用颜色判定准则，采取以下分级判定标准：
[0209] 6.2.1结果判定指标|ΔL*|+|ΔCab*|的计算原则
[0210] 6.2.1.1|ΔL*|≤0.2且|ΔCab*|≤0.2时：如果|ΔHab|≠0，则|ΔL*|+|ΔCab*|＝|
* *
ΔHab|；否则|ΔL|+|ΔCab|数值不变；
[0211] 6.2.1.2当|ΔHab|≤1.5时：如果ΔL*＝ΔCab*，则|ΔL*|+|ΔCab*|＝(|ΔL*|+|Δ
* * * * * * * *
Cab|)÷2；如果ΔL≠ΔCab且3.0≤(|ΔCab|/|ΔL |)≤4.0，则|ΔL |+|ΔCab|＝(|ΔL |
* * * * * * * *
+|ΔCab|)÷3；如果ΔL≠ΔCab且(|ΔCab|/|ΔL |)＞4.0，则|ΔL|+|ΔCab |＝(|ΔCab
*
|/|ΔL|)×0.1+1.0；
[0212] 6.2.1.3当7.5≥ΔHab＞1.5时：|ΔL*|+|ΔCab*|＝|ΔHab|；
[0213] 6.2.1.4当ΔHab＞7.5时：|ΔL*|+|ΔCab*|＝(|ΔL*|+|ΔCab*|)÷|ΔHab|。
[0214] 6.2.2结果判定标准
[0215] (|ΔL*|+|ΔCab*|)≤0.5为颜色无变化，耐化学腐蚀性能良好；
[0216] 1.5≥(|ΔL*|+|ΔCab*|)＞0.5为颜色变化不明显，耐化学腐蚀性能一般；
[0217] (|ΔL*|+|ΔCab*|)＞1.5为颜色变化明显，耐化学腐蚀性能较差。
[0218] 6.3每组骨质瓷样品釉面耐化学腐蚀性能评价结果的判定
[0219] 取自每组不同骨质瓷样品的3个试样经同一种化学试剂持续侵蚀特定周期后，当
* * *
某个试样色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|的最大值大于此组试样色度变化绝对值|ΔL|+|
*
ΔCab |最大值算术平均值的10％时；需要重新提取一组样品重复上述实验步骤。计算前后
* *
两组骨质瓷样品经这一试剂侵蚀特定周期后各个试样色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最
* *
大值的算术平均值，如果某个试样色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|的最大值大于这两组6
* *
个样品色度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最大值算术平均值的10％，则弃之；取剩余试样色
* *
度变化绝对值|ΔL|+|ΔCab|最大值的算术平均值作为该批次骨质瓷样品耐此化学试剂
侵蚀性能的判定参数，并按照6.2给出的性能判定依据进行评价。
[0220] 本实施例所用试验试剂、试验器材、加热试验装置：
[0221] (1)试验试剂
[0222] 试验用水只用蒸馏水或去离子水(符合GB/T 6682三级水要求)。
[0223] 1.1柠檬酸溶液，用于配制溶液的一水柠檬酸晶体应符合GB/T 8269的规定。
[0224] 1.2乙酸溶液，用于配制溶液的乙酸应符合GB/T 676的规定。
[0225] 1.3盐酸溶液，用于配制溶液的盐酸应符合GB/T 622的规定。
[0226] 1.4硫酸溶液，用于配制溶液的硫酸应符合GB/T 625的规定。
[0227] 1.5氢氧化钠溶液，用于配制溶液的氢氧化钠粉末应符合GB/T 629的规定。
[0228] 1.6碳酸钠溶液，用于配制溶液的无水碳酸钠粉末应符合GB/T 639的规定。
[0229] 1.7三磷酸钠溶液，用于配制溶液的三磷酸钠粉末中Na5P3O10的含量不小于90％。
[0230] 1.8次氯酸钠溶液，有效氯不小于5％(质量分数)。
[0231] 1.9氯化钠溶液，用于配制溶液的氯化钠粉末应符合GB/T 1266的规定。
[0232] 1.10乙醇溶液，用于配制溶液的无水乙醇应符合GB/T 678的规定。
[0233] 1.11焦磷酸钠溶液，用于配制溶液的焦磷酸钠粉末应符合HG/T 2968的规定。
[0234] 1.12硬脂酸钠溶液，用于配制溶液的硬脂酸钠粉末为分析纯。
[0235] (2)试验器材及设备
[0236] 2.1游标卡尺：精度为±0.02mm。
[0237] 2.2千分尺：精度为±0.01mm。
[0238] 2.3电热鼓风干燥箱：温度范围为0℃～150℃，温控范围为±5℃。
[0239] 2.4温度计，量程为50℃～100℃，分度值为0.2℃。
[0240] 2.5计时装置：精度为1min。
[0241] 2.6干燥器：内径大于200mm。
[0242] 2.7天平，精度为0.2mg。
[0243] 2.8移液枪，量程为1mL～5mL的单道可调移液器；按照JJG 646的规定检定结果为
合格。
[0244] 2.9L棒。
[0245] 2.10盖子，内径约90mm，聚乙烯或玻璃材质的表面皿。
[0246] 2.11毛巾：白色棉制品或亚麻制品。
[0247] 2.12滤纸：无氟化物。
[0248] 2.13长柄夹。
[0249] 2.14分光测色仪：釆用CIE 1964补充标准色度系统及国际照明委员会(CIE)D65标
准照明体，技术条件符合GB/T 3979‑2008《物体色的测量方法》的规定；基于D65照明体、2°标
准色度观察者的测量条件以及d/0(包含镜面反射成分SCI)的几何条件和24℃、43％RH的仪
器校准环境条件，在380nm～780nm的可见光测量波长范围内(测量波长间隔10nm)，色度测
定的复现性为ΔI(Y)＝0.06，ΔI(x)＝0.0000，ΔI(y)＝0.0000；重复性为s(Y)＝0.01，s
(x)＝0.0000，s(y)＝0.0000；稳定性为ΔY＝0.01；色度测定的重复性标准偏差值小于
0.05；不确定度为U(Y)＝3.7(k＝2)。
[0250] 2.15积分球尺寸：Φ40mm。
[0251] 2.16标准白板：符合GB/T 9086‑2007《用于色度和光度测量的标准白板》规定的陶
瓷色度标准物质；基于D65照明体、10°标准色度观察者，0/d排除镜面反射SCE的测量条件以
及24℃、53％RH的检定环境条件。在380nm～780nm的可见光测量波长范围内，检定值为X＝
82.04，Y＝86.75，Z＝91.31，R457＝85.36；不确定度为U(Y)＝1.2(k＝2)；U(x),U(y)＝
0.0032，(k＝2)。
[0252] (3)加热试验装置(如图2所示)：
[0253] 3.1冷凝液收集器，冷凝液收集器用于收集由冷凝管冷凝后的的试验液，精度为
0.1ml，由符合ISO 3585规定的3.3硼硅酸盐玻璃制成。
[0254] 3.2冷凝管，符合GB/T 28212规定的带标准磨口的球形冷凝管，其换热部分长度大
于400mm,由符合ISO 3585规定的硼硅酸盐玻璃制成；使化学溶液在长期高温条件下不会因
蒸发而损失。
[0255] 3.3温度传感器，控温精度不大于0.2℃。
[0256] 3.4平底反应容器，由符合ISO 3585要求的硼硅酸盐玻璃制成，容积不小于
2000mL，端面要平整，瓶口尺寸大于测试试样尺寸。按GB/T 6579的要求进行温差急变试验
时，反应容器应至少通过120℃的温差急变而不破坏。
[0257] 3.5电热圈，由具有高导热系数的合金材料外包裹保温材料制成，能够达到表2规
定的温度要求；安装于反应容器外部。
[0258] 3.6橡胶塞，由按照ISO 48测定的硬度为70IRHD的合成橡胶制成。该材料应能耐
100℃的碱性溶液和140℃的柠檬酸和水(如氯丁二烯或乙丙烯)。
[0259] 本实施例的检测数据及结果计算：
[0260] (1)室温试验的检测数据及计算结果见表3和表4。
[0261] 表3室温试验检测数据一览表
[0262]
[0263]
[0264] 表4室温试验结果数据计算表
[0265]
[0266]
[0267] (2)加热试验的检测数据及计算结果见表5和表6。
[0268] 表5加热试验检测数据一览表
[0269]
[0270]
[0271] 表6加热试验结果数据计算表
[0272]
[0273]
[0274] 本实施例的骨质瓷样品釉面耐化学腐蚀性能评价结果见表7。
[0275] 表7骨质瓷样品釉面耐化学腐蚀性能评价结果
[0276]
[0277]
[0278] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括
在本发明的专利保护范围内。