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纳米陶瓷解决陶瓷的脆性

纳米陶瓷解决陶瓷的脆性

陶瓷艺术 陶瓷文化 陶瓷瓷砖

2020-10-26

陶瓷艺术。

陶瓷材料作为材料的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使其应用受到了较大的限制。随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,希望以此来克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。英国材料学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。

所谓纳米陶瓷,是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料,也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。要制备纳米陶瓷,这就需要解决:粉体尺寸形貌和粒径分布的控制,团聚体的控制和分散。块体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制。

Gleiter指出,如果多晶陶瓷是由大小为几个纳米的晶粒组成,则能够在低温下变为延性的,能够发生100%的范性形变。并且发现,纳米TiO2陶瓷材料在室温下具有优良的韧性,在180℃经受弯曲而不产生裂纹。许多专家认为,如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题,从而控制陶瓷晶粒尺寸在50nm以下的纳米陶瓷,则它将具有的高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等传统陶瓷无与伦比的优点。上海硅酸盐研究所在纳米陶瓷的制备方面起步较早,他们研究发现,纳米3Y-TZP陶瓷(100nm左右)在经室温循环拉伸试验后,在纳米3Y-TZP样品的断口区域发生了局部超塑性形变,形变量高达380%,并从断口侧面观察到了大量通常出现在金属断口的滑移线。 Tatsuki等人对制得的Al2O3-SiC 纳米复相陶瓷进行拉伸蠕变实验,结果发现伴随晶界的滑移,Al2O3晶界处的纳米SiC粒子发生旋转并嵌入Al2O3晶粒之中,从而增强了晶界滑动的阻力,也即提高了Al2O3-SiC纳米复相陶瓷的蠕变能力。

虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决,但其优良的室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧性,使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有广泛的应用,并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用,具有广阔的应用前景。

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纳米陶瓷


纳米陶瓷主要是为空气净化及水处理而研制的,是一种具有抗菌、活化、吸附、

过滤等功能的新型高科技陶瓷.

1.远红外释放功能:普通水的PH值为7,经过远红外作用后其PH变为呈弱碱性,弱碱性

离子水有益健康;并能加速水分子运动,从而使水的渗透力、扩散力、溶解力、代谢

力增强,并产生水保护膜,使普通水变成活性水.

2.负离子释放功能:负氧离子具有较高的活性,有很强的氧化还原作用,能破坏细菌的

细胞膜或细胞原生质活性酶的活性,从而达到抗菌杀菌的目的负离子在空气中移动是

呈现z 字形的.而且输送负电荷给细菌 灰尘 烟雾微粒以及水滴等,电荷与这些微粒

相结合而下沉,从而达到净化空气的目的.在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出

来的苯 甲醛 酮 氨等刺激性气体以及日常生活中的剩菜剩饭酸臭味,香烟等对人体

有害的异味,负离子都能有效地加以消除.

3.光催化抗菌功能:在波长小于400nm的光照射下,价带电子激发到导带,形成了电子

的空穴,与吸附与其表面的02和20作用,生成超氧化物阴离子自由基,02和羧基自由基

OH,其自由基具有很强的氧化分解能力,能破坏有机物中的C-C链 C-H链 C-O链 N-H键

并杀死细菌,对空气净化和水处理有极佳效果.

4.除臭 吸附 过滤功能

5.矿化功能

纳米陶瓷泥是什么?


“纳米陶瓷泥是什么?”防水防霉装饰边纳米陶瓷泥又叫新型塑钢泥(不发霉的玻璃胶),液体陶瓷。它包含A、B双组分,固化后坚固如瓷,终身防水防霉,具有高强度的粘着力和坚韧的结构强度,适用于陶瓷、金属、硬质塑料、玻璃、混凝土、石材等各种材料的粘结,线条防水;不藏污垢,耐磨、抗酸碱、耐腐蚀、耐高低温。在施工过程中,无污染源、无刺激性气味,对人体无害。是室内装修设计的新型防水材料。也是传统玻璃胶与防水剂的换代材料。

由于其具有修补、粘接、堵漏、防水、防霉、装饰等六大功能,可广泛用于装饰工程、防水工程、居家维修、物业修缮、管道施工和抢修,给排水系统修缮等。施工简单:家庭施工贴美纹纸手抹即可;工程施工搅拌后灌入空玻璃胶管用胶枪打出即可。产品优势:

1.专利产品:我司专利产品纳米陶瓷泥,通过国家建筑材料测验中心检测,各项指标都优与相关标准,在2008年奥运会水立方场馆被指定专用防水密封产品,在上海世博会项目防水密封工程中指定合作供应商。

2.绿色环保:符合国家室内装饰材料有害物质限量标准,无毒,无强烈刺激性气味;

3.性能优越:粘接力良好,抗震、抗压、抗拉、抗剪、抗冲击,具独一无二的垂直状态不向下流淌的优点;

4.方便可靠:随时随地即调即用,防潮、防霉、防虫,抗老化及抗腐蚀性能卓越。

基本参数:1.外观:A组:纯白色粘稠膏状B组:乳白色稠膏状

2.混合比例:A:B=1:1混合后可使用时间:10分钟—30分钟(20°C)

3.初固化时间:1小时(20°C)

4.完全固化时间:3小时(20°C),低温时延长

5.固化物为白色陶瓷固体。

施工方法:

1.先把表面杂质清理干净,保证表面必须坚实干燥、无油迹、无浮灰、无锈迹。

2.在需要打纳米陶瓷泥缝隙两边贴上美纹纸(家庭手工抹时需要)

3.按照1:1的比例取出纳米陶瓷泥均匀的搅拌好

4.把纳米陶瓷泥填到缝隙里抹平或灌入空玻璃胶管用胶枪打出

5.撕掉美纹纸即可

6.有毛刺或不平的地方,等20分钟后用刀片修

纳米陶瓷锅的优点与缺点 价格如何


我们都知道纳米是超小的长度单位,因此它适合用于一些具有渗透能力的材料,包括纳米渗透剂等等,但是实际上哪怕是在普通的家居日常生活中也可以发现纳米的身影。比如今天为大家说明举例的纳米陶瓷锅顾名思义采用的就是纳米材料制作而成的陶瓷锅具产品,它们具有防水防油污的特点,并且绿色环保的健康优势也使得这类纳米材料在市面上的应用领域更加宽泛,优势特点更胜一筹,接下来为大家说明的就是关于耐磨陶瓷锅多方面的信息啦。

一、纳米陶瓷锅的优点与缺点

不粘锅即做饭不会粘锅底的锅,是因为锅底采用了不粘涂层,常见的,不粘性能最好的有特氟龙(特富龙)涂层和陶瓷涂层。其次还有特殊工艺的铁锅和不锈钢锅。

优点:陶瓷在不粘锅的升级过程中起到了重要作用。陶瓷性能稳定,并且经过上千年的使用检验,已充分证明其安全性。使用纳米技术令产品表面紧致无孔隙,达到不粘的效果。

缺点:不粘锅为何不能制作酸性食物,酸性食物包括各种肉类、蛋、白糖、大米等。

市场上销售的不粘锅锅体主要是3种材质:

a、铝合金,表面有一层较厚氧化铝;

b、不锈钢,表面有一层氧化铬,抗腐蚀性较强,腐蚀缓慢;

c、铁,铁很容易被酸大面积腐蚀,从而把涂层掀起。用铁等易腐蚀金属制造的不粘锅,不能制作酸性食品。用抗腐蚀性强金属制造的不粘锅,尽量不制作酸性食物。

二、纳米陶瓷涂层不粘锅价格如何

纳米陶瓷锅,以下几个公司的报价供你参考

1、威海韩合贸易有限公司,报价:160元

2、义乌市马腾电子商务有限公司,报价:165元

3、武义瑞普厨具有限公司,报价:68元

价格来源网络,仅供参考

上文和大家举例的是关于纳米陶瓷锅多方面信息,由此可以得知和其它使用纳米材料制作而成的基础产品而言,这类锅具具有巨大的优越性,包括绿色环保的性能特点以及防腐蚀耐油污的表现,它们使得这类锅具产品在日常生活中特别适合用来长时间烹煮一些中药材或者是其它的养生汤,相信都是不错的选择,有兴趣朋友可以参考上文了解纳米陶瓷锅的优点和缺点,对比自己的需求进行购置选择。

纳米权威说纳米


身边处处有纳米

纳米在不少人看来挺神秘,但我国"纳米材料和纳米结构"首席科学家张立德在首届"国家科技周"广州分会场上说,它并没有什么特殊,跟日常接触的厘米、毫米一样,是一个长度单位,是一米的十亿分之一,一个1.7m的小伙子,他的身高就是17亿纳米。

"但是纳米来制作材料,就大大不同了!"张立德指出,当物质达到纳尺寸度后,大约在1到100纳米的范围空间,它的性能往往会发生突变,出现特殊性能。比如导电、导热的铜、银导体,做成纳米以后,它就既不导电,也不导热了!

张立德说,过去人们只注意分子、原子或宇宙空间,忽略了纳米这个领域,其实它大量存在于我们的身边,只是以前没有认识而已。像人的牙齿、贝壳的表面,就都是排列整齐的纳米结构,甚至出土文物表面的一层东西,也是具有防腐功能的纳米氧化氨,使千年铜镜出土后一样光可鉴人。

张立德指出,现在和将来,人们日常生活中,也有机会接触纳米产品。比如"纳米衣"不仅好看,还可防紫外线和保温;"纳米屋"墙壁颜色可以变化,反映室内氧气的含量和温度的升降;"纳米汽车"40%的钢铁和金属材料将被轻质、高强的材料代替。

"纳米时代"距离尚远

别看纳米"毫不起眼",但张立德指出,纳米技术有可能成为新工业革命的主导技术,成为本世纪推动社会经济快速发展的制高点。

据介绍,纳米技术对于现代两大支柱一信息技术和生物技术都可提供巨大契机。应用纳米科技后,整个美国的所有信息,都可储存在一块方糖大小的东西里边。有的顽固性病毒非常小,现在没有药物治疗,将来用纳米结构"组装"一种寻找病毒的药物后,像艾滋病、癌症、病毒性感冒等都可治疗。最近,科学家还发明了纳米铲子、纳米勺子,"血管机器人"可以在人的血管里用这些工具进行操作。

现今世界各国都争相发展纳米技术。但张立德认为,距离纳米时代,尚有五六十年。

中国有纳米产品吗

中国存在纳米产品吗?答案是肯定的。

张立德指出,国内有企业从1996年就开始将纳米材料用于冰箱制造,冰箱门封用纳米抗菌涂料,不会发霉,里面的果盘也用纳米材料。还有厂商在洗衣机的搪瓷外胆使用了防霉的纳米材料。此外就是纺织品,去年出现了一些保温被、保温衣,把纳米导电材料组装到里面,可在11万伏的高压下把人体屏蔽,还有特殊的防静电功能。其它常见的还有油漆和涂料,使用纳米技术后,可令产品性能升级。

但张立德指出,纳米材料不等同于纳米技术,眼下有的企业为标新立异,随便就贴上"纳?quot;的标签,使消费者如坠雾中。他说,让大家都知道纳米技术是一件好事,?quot;纳米概念"不是靠"炒",不是贴一个标签就可以说了算,必须货真价实有所创新。他不主张企业动辄使用"纳米××"的名称,因为许多产品只是外围使用了纳米材料,并非主体使用。

如何识别纳米产品

对于身边日渐出现的纳米产品,老百姓如何去识别真假呢?张立德说,看它们的性能有没有升级,如果比原来的物质变强变好了,就说明是真正运用了纳米技术。

谈到前一段闹得沸沸扬扬的"纳米水",张立德说,纳米材料虽然也有液态的,但很不稳定上,理论上"纳米水"是有的,用高频超声处理,水分子就会结成小汽团。但成为产品后,第一要对人体有好处,其次还要?quot;纳米水"有什么特殊性能,加的是什么东西,有没有经过科学鉴定。如果不符合标准,"纳米水"只是空谈。

纳米:一个机遇

张立德透露,未来五年中国将投入25亿元进行纳米研究。

其实早在两年前,美国耶鲁大学中国现代史研究专家乔纳森.斯彭斯教授就撰文指出:"中国在21世纪魔术般地成为超级先进的国家,纳米技术是可选择的重要途径。"张立德也认为,纳米让中国的发展碰到了千载难逢的机会,跨过去就有可能实现腾飞,就像战后的日本的日本抓住了微电子技术在家电方面的应用

添加纳米陶瓷粉体材料的茶具


由国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心---景德镇瑞康特种瓷厂利用高科技纳米材料研制的具有保健功能的茶具成功面世,已投入批量生产。

中国是茶文化的故乡,茶水是国际公认的六大保健饮品之首。《神农本草》有“茶叶苦,饮之使人益思,少卧“的论述。而泡沏茶水有三大要素:一是茶叶;二是茶具;三是水温。该保健瓷杯正是为了满足泡沏茶水需要而开发出来的新型茶具。该产品添加了纳米陶瓷粉体材料及采用纳米复合陶瓷制作技术,经三次烧成的瓷质茶杯,其胎白如玉,釉面光亮细腻,不结茶垢;强度高(大于100mpa,是普通日用瓷的2-3倍);密封性好,不漏水,便于携带。该产品选材讲究,内胆与外壳材料均符合卫生安全要求;在产品设计上有独特之处,杯盖中增加了具有保健功能的功能性小球,并有利于泡茶时减少茶叶有效成份的损失;瓷杯外壳透明,内配美术名画,用户在饮茶时可同时欣赏画面,有利于身心健康。另外还可以提供个性化服务,能根据用户不同需要,设计不同的杯型与画面。

千年陶瓷技艺“结亲”纳米技术


制造历史已有1700年,千年窑火使景瓷深深烙上了传统工艺的痕印。然而,走进今天的瓷都景德镇,你会发现千年陶瓷制造技艺已经和当今世界前沿科技——纳米技术结上了亲。

在景德镇规模最大的日用陶瓷生产企业——景德镇市陶瓷股份有限公司的产品展厅,一套民族气息浓厚的“吉祥如意”粉彩餐具呈现于位置显著的展位上,可看上去它并无什么特别之处。公司副总经理张志良介绍说,这是一套采用纳米材料研制的抗菌日用陶瓷。

近些年,随着人们对环保要求的提高,景德镇日用陶瓷生产不断改进工艺,以釉中彩、釉下彩取代原来的釉上彩,消除粉彩贴花的铅镉污染。然而日用瓷还有可能受到二次污染,容具表面容易沾染上细菌,使用消毒柜是一种办法,能不能让日用瓷本身附带抗菌功能?股份有限公司科研人员想到了纳米材料。

景德镇高白瓷器需要1300摄氏度的高温烧成,纳米材料与陶瓷特殊制造工艺如何相融又是一个难题。陶瓷公司从中科院购进银系列纳米级抗菌母体材料,经过一年的研究试制,他们终于在去年9月成功烧制出抗菌日用白瓷和彩瓷,这是目前我国市场上仅有的运用纳米材料的日用陶瓷。经广东省微生物检测中心的检测,这种抗菌白瓷对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的杀菌率在95%至99.9%,釉上彩、釉中彩抗菌彩瓷的杀菌率在92%至99%。

张志良说,千年陶瓷工艺必须与新技术、新材料相结合,才能使陶瓷产品不断适应市场的新需求。今年前10个月,这家企业销售收入已达4100万元,出口创汇200万美元。

如果说这家瓷都最大的日用瓷生产企业推出的纳米材料抗菌瓷令人耳目一新,那另一家名不见经传的民营陶瓷企业也用上了纳米材料就叫人有些惊叹了。东风陶瓷包装厂是景德镇一家创办才5年的民营企业,规模并不大,主要是为天津一家制药厂生产救心丸小药瓶。然而就是这只比人的小指尖大不了多少的小药瓶,内壁和瓶口都采用了纳米抗菌材料。董事长郑君治解释为什么要研制抗菌药瓶时说,国家正在医药企业推开GMP认证,带有抗菌功效的药瓶肯定会大受欢迎。去年底,运用纳米材料的抗菌药瓶问世了,东风因此赢得了更多的订单。今年5月,东风陶瓷包装厂的抗菌陶瓷材料在陶瓷制品中的应用和产业化生产研究项目,被国家经贸委列入了国家技术创新项目计划。

景德镇就是这样依靠高新技术保持着千年瓷都的青春。如今,景德镇不仅有运用纳米技术的抗菌陶瓷,还有环保型炻器、应用于汽车尾气净化的蜂窝陶瓷、用于冶金溶液过滤的泡沫陶瓷,高新技术陶瓷成为瓷都的新亮点。

陶瓷测温材料关键难题得解决


讯:陶瓷测温材料抗热震及耐腐蚀等方面的关键技术难题,通过热电偶整体结构设计和成分设计,开发出了抗热震耐腐蚀整体陶瓷热电偶,其在整个工作温度范围内热电势不低于25困/℃;极限工作温度可达2000℃;抗热震及耐腐蚀性优良,已经成功试用于钢包、熔盐电解和高温碳管路的温度测量,解决了上述领域温度测量和控制领域的技术问题。

本课题开发出了一套热电势参数自动测试和采集系统。系统精度高,测试数据量大,可全程自动记录,避免了人员操作造成的误差,便于过程分析。该设备达到了国内外相关测试设备的先进水平。本课题共热电偶材料、结构和测量方法等方面的申请了4项国家发明专利钢水的连续测温是各个钢厂在生产过程中普遍存在的实际问题。本课题研究的陶瓷热电偶耐受住了中间包钢水1400℃以上剧烈热应力冲击;同时经历了高温钢水的浸泡、腐蚀和高温氧化,未发生破损。

铝电解槽温度的连续测量对节约能耗和提高产品质量具有重要意义。本课题的研究成果在电解铝厂进行了电解铝熔盐的测温,其在实验中所表现出来极高耐高温熔盐腐蚀稳定性。本课题的研究成果在高温碳管烧结炉上完成了2000℃使用条件下的实际测温,并表现出具有稳定性高及热电势值输出大的特点。超高温陶瓷热电偶具有对含碳气氛的耐受能力,在2000℃及2000℃以上的高温炉中具有良好的推广前景。

陶瓷制品的放射性及解决对策


摘要:陶瓷制品的放射性主要源自陶瓷工业用矿物型原辅材料,包括装饰材料特别是锆英粉类原料、尾矿石、工业废渣等。为此国家制定出相关标准和检验方法严加控制,对陶瓷产品的放射性要以科学的态度去认识和对待,对放射性核素及其放射原理和危害要有正确的认识,本文还对有关放射性的相关标准作了科学的通俗性的讲解,有利于我们去贯彻和执行。

关键词:陶瓷制品、放射性、放射性衰变、天然放射性核素、放射性强度、放射性活度和放射性比活度、内照射指数和外照射指数、锆砂和放射性、放射性物质的豁免规定。

前言:

对陶瓷制品放射性的关注首先来自有关瓷砖和卫生陶瓷放射性的报道,其中有一部分是反映了事实的,有科学根据的、有一部分则是被过分夸大、渲染了的。正式相关国家标准的颁布使人们有了一个参照执行的法律依据和准则。它就是GB6566-2001.其中明确规定了建筑陶瓷属于该标准的执行对象,陶瓷制品的放射性主要来源自矿物型原、辅材料、包括装饰材料,如锆英粉、硅酸锆、尾矿石、工业废渣、陶瓷色釉料等,这样,在相关材料的标准中也必须对其放射性限量作出明确规定。建筑卫生陶瓷色釉料标准JC/T1046-2007已正式颁布并将于2007年11月正式执行。其中的5.5.7关于放射性核素限量的规定中,明确指出:色釉料虽然不是消费的终端产品,但是作为陶瓷装饰材料组成的一部分,各生产商有必要在陶瓷色釉料出厂时,报告产品的放射性核素限量水平以供陶瓷制品生产企业调整产品的参数,陶瓷色釉料的放射性核素限量及检测,参照GB6566-2001执行。

1、 放射性和放射性衰变

放射性是一种自然现象,世界上万物都是由“原子”的微小粒子构成的,原子包括原子核、质子、中子和电子,大多数物质的原子核是稳定的,但有些物质的原子核不稳定,它会形成同位素,会发生“衰变”,我们将不稳定核素自发地放射出粒子或辐射的性质称为“放射性”。将放射性核素通过放射出粒子或辐射,自发地转变成其它的核素的变化称为“放射性衰变”。将放射性物质在单一的放射性衰变过程中,原放射性物质减少到其原有量的一半所经历的时间叫做半衰期,用T1/2来表示。各种放射性元素的半衰期相差很大,在人造核素中,有的半衰期不到1秒,而在天然核素中,有的半衰期长达1015年。和我们陶瓷及相关材料有关的核素主要是天然核素,天然核素的种类不多,主要有以下二种:

(1)钍系(原子质量数A=4n 即钍系的母体和各子体的质量数能被4除尽,故又称为4n放射系)。天然核素23290Th的放射性衰变如下:

(2)铀-镭系(原子质量数 A=4n+2) 天然核素 23892U的放射性衰变如下:

其中,钍和铀是锕系元素中两种天然丰度最大的元素,钍大量存在的是23290Th ,它放射出α-粒子,半衰期为1.4×1010年,主要存在于独居石等矿物中;铀大量存在的是23892U,主要存在于晶质铀矿和沥青铀矿中。在以上的内容中,需要加以说明的是α-衰变和β衰变这两个名词。原子核放射α-粒子(42He即氦原子核)的放射性衰变称为α-衰变,原子每发生一次α-衰变后原子序数减少2,其质量降低4个单位,即其在元素周期系中的位置向左移动两格,如:原子核放射出电子,其质量不变,但变成另一种原子核的衰变称为β- 衰变,原子核每发生β- 衰变后,其原子序数增加1,即在元素周期系中的位置向右移动了一格,如:

在β-(放出电子)衰变过程中。原子核中有一个中子变成了质子。与β-衰变相对应的还有β+ 衰变,在这种衰变过程中,原子核放射性放出正电子,即有一个质子变为一个中子,原子每发生一次β+ 衰变,原子序数少1,即在元素周期系中的位置向左移动一格,如:

α-粒子束和β-电子束、β+ 正电子束又称为α-射线和β射线,在α-衰变和β

衰变的过程中,往往还伴随着有射线的放射,因为原子核在放射出α-射线或β射线后,常处于激发态,由激发态通过发射出光子就可以跃迁到基态,即稳定态,此时原子核的质量数和原子序号都不发生变化,只是能量状态发生变化。α-射线、β射线和射线对人体都是有害的,其贯穿能力是>β>α-。天然放射性物质在地球形成时就存在,如天然矿物中的独居石中就存在有放射性元素,如238U、232Th、40K等,自然界中任何物质都含有天然放射性元素,环境中的土壤、水、甚至空气中都会含有放射性元素;此外,建筑材料如水泥、钢材、石材、和陶瓷砖、卫生陶瓷中也会含有放射性元素,关键在于其含量有多大,会不会对人造成伤害,这就要有一个尺度,即放射性强度,为此引入了放射性活度和放射性比活度等概念。

2.放射性强度及其单位

天然和许多人工核素都能自发地发射出各种射线,有的发射α-射线,有的发射β射线,有的则在发射α-或β射线的同时也发射射线,有的三种射线都有。衡量物质的放射性强度通常不用质量单位,因为质量的多少不能从根本上反映出其放射性大小,有些放射性大的物质,其质量不一定多,放射性小的物质,其质量不一定少。我们关注的是:放射性物质的放射性活度(即单位时间内放射性物质的衰变数)的大小。

(1) 放射性活度和放射性比活度。

过去,放射性活度单位采用的是“居里”(以著名核科学家的名字命名,Curie简记为Ci)或“卢瑟福”(以著名核科学家的名字命名,Rutherford 简记为Rd),1975年国际计量大会通过决议,对放射性活度单位作了新的命名,称为“贝可勒尔”(Becquerel)其意思为每秒发生一次衰变,简记为Bq,它与“居里”和“卢瑟福”的关系如下:

1Ci=3.7×1010Bq

1Rd=1×106Bq

我国国家标准规定,放射性活度的法定计量单位是Bq,Rd已废弃使用,Ci也将淘汰,通常我们在对放射性相关的检验报告中用到的放射性强度单位是放射性的比活度,即某种核素的放射性活度除以所在该物质的质量后所得之商:

C=A/m 式中:

C:放射性比活度,单位为贝可/千克(Bq·kg-1);

A:核素的放射性活度,单位为Bq;

m:含核素物质的质量,单位为千克(kg)

放射性比活度1Bq·kg-1的含义是:在1秒内,1kg的放射性物质发生一次核衰变。

(2) 内照射指数和外照射指数

在建筑材料放射性核素限量标准(Gb6566-2001)中,内照射指数(internal exposure index)特定是指:建筑材料中天然放射性核素镭-226的放射性比活度,除以本标准规定的限量而得的商,内照射指数无量纲,其表达式为:

IRa=CRa/200 式中:

IRa———内照射指数

CRa ———建筑材料中,天然放射性核素镭-226的放射性比活度,单位为:贝可/千克(Bq·kg-1);

200———仅考虑内照射情况下,本标准规定的建筑材料中放射性核素镭-226的放射性比活度限量,单位为:贝可/千克(Bq·kg-1);

外照射指数在GB6566-2001中是指建筑材料中,天然放射性核素镭-226、钍-232和钾-40的放射性比活度分别除以其各自单独存在时,本标准规定限量而得的商之和。

表达式 Ir=CRa/370 + CTh/260 + CK/4200

式中:Ir———外照射指数 (无量纲)

CRa、CTh、 CK ———分别为建筑材料中天然放射性核素镭-226、钍-232和钾-40的放射性比活度,单位为:贝可/千克(Bq·kg-1);

370、260、4200  ̄ ̄ 分别为仅考虑外照射情况下,本标准规定的建筑材料中,天然放射性核素镭-226、钍-232和钾-40,在其各自单位核素放射性下比活度规定的限量,单位为:贝可/千克(Bq·kg-1);

可以认为内照射指数和外照射指数是指针对建筑材料参照执行的相对放射性比活度。

3.陶瓷原辅材料的放射性。

这里以锆砂为例,纯的锆砂并没有放射性,锆(Zr)、铪(Hf)、硅(Si)都不是放射性核素,但与锆砂共生的独居石矿物中则含有放射性核素(232Th、238U、40K等);众所周知,独居石是稀土和钍、铀等的磷酸盐(La、Ce、Th、U、Ra)PO4、包括磷钇矿(Y、Th、U……) Po4等,由于世界各地的成矿条件和地质构造的差异以及选矿水平的高低,使得锆英石(锆砂)精矿中的放射性也不同,一般而言澳大利亚锆砂(简称澳砂)的放射性最低,南非砂和印尼砂次之,而海南、两广和越南锆砂矿中,由于Th、U在矿物中,呈细粒分布状态,在选矿过程中难以分离,从而导致Th、U含量较高,因而放射性比活度也比较高,经分析比较后得出:

(1) 澳砂质量稳定,ZrO2≥65% (即65度),Th、U总量不超过500ppm(百万分之一),其放射性比活度在5.6Bq/Kg以下。

(2) 南非砂的放射性比活度,大致接近澳砂。

(3)越南砂的放射性比活度接近7Bq/Kg,而海南砂则超过7.8Bq/Kg.

目前随着选矿水平的不断改进和提高,海南矿的放射性比活度有希望进一步下降。此外锆砂精加工系列产品如电熔锆、化学锆、硅酸锆在不同的加工工艺中、放射性比活度都大幅度得以降低,因此,通过改进工艺均可达到或接近国际上规定的对放射性物质的豁免规定。

4.国际、国内对放射性物质的豁免规定。

(1)国际的相关规定

国际防辐射防护协会(ICRP)和国际原子能委员会(IAEA)对放射性物质及其运输、通关、堆放都有严格的执行标准,其中TOITS-R-1对放射性的物质作了如下定义:放射性比活度超过1Bq/Kg的物质,称之为放射性物质。No.115-1-1996中规定主体放射性物质小于1Bq/Kg的物质,其运输、通关、堆放不受限止。 依据TS-S-1-200的规定,对主体放射性大于1Bq/Kg的放射性矿物质应采用“分级方法”:随着放射性的增强,放射性物质的运输,通关、堆放受到不同程度的限止。

对主体放射性比活度小于10Bq/Kg的放射性矿物享有豁免,其运输、通关、堆放不受限止。对主体放射性比活度超过10Bq/Kg的放射性物质,其运输、通关、堆放受到一定限止。澳洲、南非等选矿工艺较好的国家生产的锆砂中,238U的放射性比活度在3.1~4.4Bq/Kg之间,232Th的放射性比活度在0.4~0.8Bq/Kg之间,40K则甚微,依据TS-R-1-200的规定,该锆砂的运输、通关等环节是符合豁免要求的。

(2)我国的相关规定

根据GB18871-2002的规定,如果被检验矿物中存在一种以上的放射性核素,只有在各种放射性核素的浓度(ppm)和放射性比活度(Bq/kg)都低于豁免标准时,才给予豁免。2005年2月17日,国家质量监督检疫总局发布了《进口矿产品放射性的检验规程》(SN/T 1537-2005),规定了进口矿产品放射性的检验方法和执行标准,当射线辐射量低于当地环境本底值的10倍时,该矿产品不受限止;高于10倍时,则放射性超标不予通关。

又根据GB18871-2002的规定,如果被检矿物存在一种以上的放射性核素,只有在各种放射性核素的浓度(ppm)和放射性比活度(Bq/Kg)都低于豁免标准时,才给予豁免。国家还规定了对于放射性超标进口的矿物、需提供国家相关部门的进口批准文件。由上可见,我国对放射性物质的豁免规定要严于国际的相关规定,这有利也有弊,应该说与国际标准一致是有利的。

5.对策

陶瓷制品的放射性、关系人体健康和建设环境协调型社会、必须引起高度的重视,认真对待,国家一系列相关标准的出台说明了我国政府对此的重视,我们对此既要重视又要以科学的态度去认识和对待,不要轻信片面的渲染和夸大。我们要严格控制陶瓷制品用原辅材料的放射性比活度、超标的不采用或经过一定处理达标后才能使用,我们对放射性元素及其相关的废渣、废水必须作到严格的相应处理,达到环保部门的要求。

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