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    中國(guó)陶瓷網(wǎng)訊 （胡大為/作者）負(fù)離子瓷磚，近來得到了很多陶瓷企業(yè)的追捧，廣東芬芳陶瓷有限公司等一大批企業(yè)都投入了大量的人力物力在該類型產(chǎn)品的研究、生產(chǎn)和推廣上，一時(shí)間陶瓷行業(yè)大有無負(fù)離子不成品牌的風(fēng)向，由于各大品牌對(duì)負(fù)離子的認(rèn)識(shí)不同，導(dǎo)致對(duì)消費(fèi)者傳達(dá)的負(fù)離子的概念也千差萬別，對(duì)終端銷售產(chǎn)生了一定的影響。其實(shí)負(fù)離子瓷磚能不能給人帶來好處，關(guān)鍵是看鋪貼有負(fù)離子瓷磚的空間，其空氣中負(fù)離子的濃度能夠達(dá)到多少，所以，檢測(cè)瓷磚能否釋放負(fù)離子、能夠釋放多少負(fù)離子是產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售中的關(guān)鍵，同時(shí)也是負(fù)離子瓷磚標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)辦法的設(shè)備依據(jù)。

　　就目前市面上銷售的負(fù)離子測(cè)試儀器來看，主要有三類，一類是固體離子測(cè)試儀器，一類是空氣負(fù)離子測(cè)試儀器；還有一類是離子采集器。下面就這三類儀器的優(yōu)缺點(diǎn)來分析如何才能有效測(cè)試出是不是負(fù)離子瓷磚和評(píng)價(jià)負(fù)離子瓷磚的效果。

　　1、固體離子測(cè)試儀

　　圖1 固體離子測(cè)試儀

　　固體離子測(cè)試儀（代表性品牌——日本的COM SYSTEM公司的ION TESTER，美國(guó)ONE TEST公司的IT-10）是利用射線離子探測(cè)技術(shù)，來測(cè)量從天然礦石、陶瓷、電氣石等所產(chǎn)生的微弱放射線（α、β、γ射線等）能量，通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累和精密的換算，將放射線能量換算成材料誘導(dǎo)產(chǎn)生離子（正/負(fù)離子）的能力值，其單位為inos/cc，其測(cè)試結(jié)果的本質(zhì)是衡量材料能夠誘生離子的能力，并不能反應(yīng)材料誘生負(fù)離子的濃度，也無法反應(yīng)空氣中的負(fù)離子濃度，因此，該類儀器適用于陶瓷生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)，能夠有效的反應(yīng)產(chǎn)品是否能夠誘生負(fù)離子，但是，作為給消費(fèi)者推廣產(chǎn)品時(shí)的測(cè)試儀器，缺乏說服力。同時(shí)，這類型儀器易于受到外界電磁波干擾，測(cè)試結(jié)果波動(dòng)較大（誤差最大可達(dá)到25%），只能作為一種間接的評(píng)估儀器使用。

　　2.空氣離子測(cè)試儀

　　空氣離子測(cè)試儀是測(cè)量大氣中氣體離子的專用儀器,它可以測(cè)量空氣離子的濃度,分辨離子正負(fù)極性。一般采用電容式收集器收集空氣離子所攜帶的電荷,并通過一個(gè)微電流計(jì)測(cè)量這些電荷所形成的電流，根據(jù)電流大小換算成空氣中離子的濃度。根據(jù)收集器的結(jié)構(gòu)不同,主流空氣離子測(cè)試儀可以劃分為Ebert式/平行板式和Gerdien 冷凝器式/雙重圓筒軸式兩種類型。

　　1）Ebert式/平行電板式離子測(cè)試儀

　　平行電板式離子測(cè)試儀是空氣離子測(cè)試儀比較常用的一種方法。A跟B是一組平行的且相互絕緣的電極，B極頂端有一個(gè)E環(huán)形電極，空氣通過右下角的風(fēng)扇吸入，空氣中的負(fù)離擊打A/B電極放電，電荷傳導(dǎo)到E環(huán)形電極形成自放電，放電信號(hào)被記錄，從而可對(duì)空氣中正、負(fù)離子數(shù)量進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)試儀技術(shù)上比較成熟，造價(jià)成本也比較低，但是易受外部環(huán)境影響，另外這種結(jié)構(gòu)自身的弱點(diǎn)容易導(dǎo)致電解邊緣效應(yīng)，容易造成氣流湍流，造成檢測(cè)結(jié)果偏移較大。

　　圖2 平行電板式離子測(cè)試儀原理圖

　　2）Gerdien冷凝器式/雙重圓筒軸式離子測(cè)試儀

　　雙重圓筒軸式離子測(cè)試儀整體結(jié)構(gòu)由3個(gè)同心圓筒組成，外圍筒身及內(nèi)軸為電極，空氣通過圓筒時(shí)，離子撞擊筒身跟軸產(chǎn)生放電，放電信號(hào)被記錄，從而可對(duì)空氣中正、負(fù)離子數(shù)量進(jìn)行測(cè)量。這種結(jié)構(gòu)可以有效解決平行電板式結(jié)構(gòu)固有的電解邊緣效應(yīng)，同時(shí)圓筒本身的結(jié)構(gòu)及特殊的進(jìn)氣方式可以保持氣流通過的平順性，對(duì)離子數(shù)量及的檢測(cè)精確性有一定的提高，但是仍和實(shí)際有一定偏差。

　　圖3 Gerdien冷凝器式/雙重圓筒軸式離子測(cè)試儀原理圖

　　從空氣離子測(cè)試儀測(cè)試離子濃度的本質(zhì)來說，不論是何種設(shè)備，其本質(zhì)都是通過電場(chǎng)捕集空氣中的離子，然后通過捕集的離子的放電效應(yīng)，形成微電流后，換算成離子的濃度。

　　圖4 負(fù)離子濃度測(cè)試典型錯(cuò)誤（不能以此為準(zhǔn)）

　　該種測(cè)試方法，會(huì)大量的消耗空氣中的離子，如果放在密閉的測(cè)試箱內(nèi)（如國(guó)標(biāo)中的1m3密閉箱）測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果和實(shí)際值會(huì)有很大的偏差，遠(yuǎn)低于實(shí)際的數(shù)值。即使是大空間，由于其風(fēng)扇排出的風(fēng)實(shí)際上為不帶離子的空氣，由于空氣的擾動(dòng)，其測(cè)試結(jié)果也會(huì)和實(shí)際有一定的偏差。因此，該類型儀器，只適宜于定性的測(cè)試評(píng)價(jià)空氣中離子的類型和大概的濃度。如果需要精確測(cè)量，需要將該類儀器排出的風(fēng)與測(cè)試區(qū)隔離，同時(shí)，測(cè)試時(shí)間盡量短，以減少測(cè)試對(duì)空氣中離子的損耗，使得結(jié)果更加接近真實(shí)情況。如果在大空間只測(cè)試某一塊負(fù)離子瓷磚或者是一個(gè)敞開的負(fù)離子瓷磚空間導(dǎo)致的空氣中負(fù)離子濃度提升，是根本沒法測(cè)試準(zhǔn)確的（圖4）。

　　3、離子采集器

　　離子采集器是一種直接捕獲帶電顆粒的儀器，采集器由一組等間距的高壓格柵、收集格柵和接地桿構(gòu)成（見圖5），高壓格柵與箱體連成一體。高壓格柵、收集格柵和接地桿之間互相絕緣。將被測(cè)樣品置于高壓格柵上，收集極格柵不能接觸到被測(cè)樣品。被測(cè)樣品誘生的離子進(jìn)入高壓格柵與接地桿和收集格柵形成的電場(chǎng)，被收集測(cè)量，采集器的離子收集效率不小于95%。給離子采集器加載一定電壓，形成電場(chǎng)捕獲空氣離子，通過泄放電路將捕獲到的電荷泄放到一個(gè)電容器，通過連續(xù)檢測(cè)電容器捕獲材料誘生空氣離子的電量引起的電壓的變化，測(cè)定材料誘生空氣離子量，其單位為個(gè)/（s·m²）。

　　圖5離子采集器原理圖

　　離子采集器是一種相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)試方法，其結(jié)果受環(huán)境影響小，反應(yīng)材料表面誘生離子的能力，但是如果需要測(cè)試空氣中離子的具體濃度，該方法無法滿足。

　　從以上幾種類型的測(cè)試材料誘生空氣離子濃度的儀器來看，如果需要較為準(zhǔn)確的衡量負(fù)離子瓷磚誘生空氣負(fù)離子的能力，離子采集器顯然是最優(yōu)的選擇。但是如果需要測(cè)試大空間的空氣中的負(fù)離子濃度，采用空氣離子測(cè)試儀快速測(cè)量可以得到接近真實(shí)值的結(jié)果。

　　總之，就目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以及送樣測(cè)試往往為單片或者幾片瓷磚來看，要評(píng)價(jià)負(fù)離子瓷磚的優(yōu)劣，最為科學(xué)的評(píng)價(jià)辦法還是采用離子采集器，通過采用GBT 28628-2012《材料誘生空氣離子量測(cè)試方法》中采用的檢測(cè)儀器和方法來進(jìn)行檢測(cè)。

    （作者系華南理工大學(xué)材料學(xué)博士，生物醫(yī)學(xué)工程博士后，碩士生校外導(dǎo)師；化工高級(jí)工程師，中國(guó)顆粒制備與處理委員會(huì)理事，佛山市禪城區(qū)建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，廣東芬芳陶瓷有限公司董事長(zhǎng)）