陶瓷砖莫氏硬度检测方法探讨

2022.10.08

陈锡聪

摘要：详述评价陶瓷砖表面质量好坏的重要指标硬度—莫氏硬度检测方法，根据不同人员、对不同陶瓷砖的检测数据，分析检测结果差异原因、影响检测结果因素分析，最后提出对该项目检测方法标准化、规范化的建议。

关健词：陶瓷砖表面质量指标；检测方法标准化；规范化

1 引言

目前我国衡量建筑陶瓷砖耐磨性的指标有硬度（莫氏硬度）和耐磨性（耐磨级别）两个指标。其检测方法和标准均不够科学或不够合理。耐磨性（级别）的检测是通过一定距离内观测陶瓷砖磨损前后砖的色差而定，砖的颜色以及观测者视力使得耐磨性级别产生较大的误差。同时转数与级别之间判别也不直观。因此难以真正检测和区分建筑陶瓷（尤其是有釉砖、抛釉砖及抛光砖）耐磨性的好坏。因此，目前检测和表征建筑陶瓷砖的莫氏硬度和耐磨性级别方法均不合理，使得市场上经常出现以次充好、以低耐磨性充当高耐磨性砖的现象，用户难以鉴别质量的好坏，从而扰乱了建筑市场，挫伤了生产高质量产品制造商的积极性。因此，研究检测和衡量建筑陶瓷砖硬度和耐磨性的方法和标准，修订和推行更为合理的建筑陶瓷（尤其是目前的全抛釉）耐磨性、硬度的检测和恒量标准显得意义深远。

2 莫氏硬度检测方法

2.1莫氏硬度检测的作用

釉面硬度与组成釉料的成分和烧结温度有很大的关系。含碱金属氧化物高的釉，釉面硬度低；含石英较高并在高温下烧结的釉，釉面硬度高。一般来讲，高温釉比低温釉硬度高。无论是墙砖还是地砖，在正常使用情况下都会遇到一个不可回避的问题——磨损。质量好的瓷砖耐磨度高，时间长了也很难产生很强烈的视觉磨损，劣质瓷砖往往用几个月下来就会产生表面花纹暗淡，甚至裂纹。要想瓷砖使用寿命长，不影响美观，硬度测试是不可或缺的。

2.2莫氏硬度的检测方法

2.2.1莫氏硬度表

陶瓷砖表面硬度是表示表面能承受刻划而不出现划痕的能力。硬度有多种表示方法，陶瓷行业多用莫氏硬度表示，即用标准模块刻划釉面，观察釉面是被哪一级模块破坏。测定矿物硬度最常用的标准，是1824年由德国矿物学家莫斯（Frederich Mohs）首先提出。应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而發生划痕。用测得的划痕的深度来表示硬度：以十种矿物做标准见表1 。

具体鉴定方法是，在未知硬度的矿物上选定一个平滑面，用上述已知矿物的一种加以刻划，如果未知矿物表面出现划痕，则说明未知矿物的硬度小于已知矿物；若已知矿物表面出现划痕，则说明未知矿物的硬度大于已知矿物。如此依次试验，即可得出未知矿物的相对硬度。

2.2.2陶瓷砖表面硬度检测步骤

将试样平稳的放在坚硬的支撑物上，饰面朝上。从小到大选用不同莫氏值的标准矿石划试样表面，用矿石新刃口施力均匀垂直地对试样表面进行刻划，注意施力要适度，标准矿石的刃口不应因施力过大破碎而形成双线状或多线状刻划痕迹。以刚好能产生明显划痕的最低硬度值做为检验结果，以试样所有测试值中的最低值最为试验结果。

2.3莫氏硬度的检测数据差异

2.3.1实验操作步骤

选取代表性陶瓷砖各5块，同一矿物标准物，以不同检测人员的力度、矿物标准物的菱角不同锐利程度在砖的表面上划过，得出莫氏硬度等级分别如表下。

（1）不同检测人、相同标准矿石锐角的莫氏硬度值。见表2、表3。

由数据表和图分析如下：

不同检测人所施加力度大小差异，施加力大的比施加力小的莫氏硬度值大一个等级。标准没有规定一个具体的用力范围值，导致检测结果有明显的误差。可以设定标准版，所施加的力的大小以标准矿石划出来符合等级要求的，判合格，不符合的要调整施加力度大小，最好施力大小要使用设备来保证。

（2）相同检测人、不同标准矿石锐角的莫氏硬度值。见表4、表5。

由数据表和图分析如下：

同一检测人所施加力度大体相同，不同标准矿石锐角的尖锐、较顿不尖锐，测得的的莫氏硬度值锐角的尖锐大一个等级。标准要求保持锐角，但没有规定一个具体的锐角范围值，导致检测结果有明显的误差。可以设定标准版标准矿石划出来符合等级要求的，判合格，不符合的要重新制造标准矿石的锐角。

3 检测数据分析

（1）不同检测人所施加力度大小差异，施加力大的比施加力小的莫氏硬度值大一个等级。标准没有规定一个具体的用力范围值，导致检测结果有明显的误差。

建议措施：可以设定标准版，所施加的力的大小以标准矿石划出来符合等级要求的，判合格，可以用该力道进行莫氏硬度检测，不符合标准版等级要求的，必须马上调整施加力度大小，直到符合要求才能进行正常的检测。同时施力的大小建议使用设备来保证。

（2）不同一检测人所施加力度大体相同，不同标准矿石锐角的尖锐、较顿不尖锐，测得的的莫氏硬度值锐角的尖锐大一个等级。标准要求保持锐角，但没有规定一个具体的锐角范围值，导致检测结果有明显的误差。

建议措施：可以设定标准版来检验标准矿石划出来符合等级要求的，判合格，不符合的要重新制造标准矿石的锐角。

4 结论

（1）目前普遍使用的设备有标准矿物石、瓷砖硬度笔莫氏硬度笔进行检测，但是由于没有标准规定施加的力度范围、标准矿石尖锐度的程度进行规定，导致不同检测人员、不同标准矿石尖锐度，得到的检测结果相差最少一个等级，相差较大，厂家及买家争论不断。

（2）建议措施：标准机构就陶瓷砖的莫氏硬度检测制订出详细标准规范。合理、详细的规范的施力的适当范围，并加以明确；对标准矿物石的锐角尖锐程度制订出详细标准规范。同时可以设计设备来保证检测按标准要求实施，避免人为因素、标准物因素影响检测结果。确保生产厂家及使用者有着公正的判断。

参考文献

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[2] 建材行业标准JC/T 872.-2000.建筑装饰用微晶玻璃.2000.

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[5] 胡俊，区卓琨. 提高陶瓷砖釉面硬度的途径[J]. 佛山陶瓷， 2012（2）：10-16.