簡介

石棉又稱“石綿”，為商業性術語，指具有高抗張強度、高撓性、耐化學和熱侵蝕、電絕緣和具有可紡性的硅酸鹽類礦物產品。它是天然的纖維狀的硅酸鹽類礦物質的總稱。石棉具有非常好的絕熱性、絕緣性、耐磨性、耐腐蝕性、耐火性，曾被廣泛用于紡織、建材、交通、機電、輕工等等多個領域的產品中，如防火布、制動帶、水泥板、絕緣板、絕熱板、油氈板、剎車閘皮、墊片等等，對于提升產品性能起到過非常重要的作用。

石棉的分類

石棉通常分蛇紋石類石棉（溫石棉）和角閃石類石棉（青石棉、鐵石棉、直閃石石棉、透閃石石棉、陽起石石棉等）。

按礦物成分和化學組成不同分類

石棉的危害

石棉對健康的危害往往會在10-40年之后才爆發出來，德國1980-2003年期間，石棉相關職業病造成了1.2萬人死亡。法國每年因石棉致死達2000人。美國在1990-1999年期間報告了近20000個石棉沉著病例。由于造成如此廣泛的危害，許多國家選擇了全面禁止使用這種危險性物質，以美國為例，美國在1971年起就限制石棉的使用，于1992年全面禁止生產和使用石棉和石棉制品，而近鄰日本和韓國也分別在2008年和2009年分別全面禁止使用石棉制品。

醫學資料顯示，石棉本身并無毒害，它的最大危害來自于其在加工和使用時幾乎肉眼看不見的纖維，當被吸入人體內，就會附著并沉積在肺部，導致器官癌變，引起石棉肺、胸膜間皮瘤、卵巢癌等疾病。石棉已被國際癌癥研究中心證實為致癌物。

石棉的應用

汽車行業中，石棉制品主要以剎車片、墊片、隔熱板等為主。在2012年，中國出口澳大利亞的幾個品牌的汽車就被發現汽車墊片中含有石棉，導致大規模的汽車召回事件。目前國內車企對于石棉檢測的要求非常嚴格，各個車企也結合自身的要求整理出相關的檢測標準作為零部件供應商的準入條件之一。

石棉檢測方法和檢測標準

石棉檢測按照現有的國內外標準以及文獻方法，可分為偏光顯微鏡法(PLM)、X射線衍射法(XRD)、掃描電鏡/能譜法(SEM/EDS)、相差顯微鏡法(PCM)、紅外光譜法(IR)等，相關檢測標準主要是以ISO 22262、NIOSH 9002:1994、VDI 3866為主。

偏光顯微鏡法是目前應用最廣泛且準確度較高的一種測試技術。每種礦物質在偏光顯微鏡下都有其特定的光學特征，如在顏色、多色性、消光類型、延性符號以及色散染色等。通過多種光學形態同時對照，大大提高了測試結果的準確性。表1是各類石棉的各項光學特征列表。

結合表1結論以溫石棉為例對偏光顯微鏡技術進行詳細說明。

取適量溫石棉樣品置于載玻片上，滴加兩滴折射率為1.550的浸油，蓋上蓋玻片輕輕按壓，排出其中的氣泡，然后置于偏光顯微鏡載物臺上觀察其各種光學狀態。其結果如下：

（1）形態及延性符號

在偏光顯微鏡正交偏光同時插入λ補償板的狀態下觀察溫石棉的形態及延性符號。

圖1

圖2

從圖1和圖2可知：樣品為較軟的纖維態，長徑比明顯大于3；纖維在與起偏器的偏正化方向成45°角時為藍色，與起偏器的偏正化方向成135°角時為黃色，可知該纖維的延性符號為正，符合溫石棉的形態及延性符號特征。

（2）消光類型

在偏光顯微鏡正交偏光同的狀態下觀察溫石棉的消光類型。

_圖3

圖4

從圖3和圖4可知，纖維無論是在平行還是垂直狀態下均為全消光，可知該纖維的消光類型為平行消光，符合溫石棉的消光特征。

（3）色散染色

在偏光顯微鏡中心擋板色散染色鏡頭下觀察溫石棉的色散染色。

圖5

圖6

從圖5和圖6可知，纖維在折射率為1.550的浸油中，平行時為紫色和黃色，說明其平行時的折射率大于1.550；垂直時為藍色，其垂直時的折射率小于或接近1.550，符合溫石棉的雙折率特征。

（4）其他說明

當不知道石棉的類型，通過偏光顯微鏡法，可比較容易分辨青石棉和鐵石棉。青石棉為藍色，且其延性符號為“-”，通過這兩項特征可以直接判斷；鐵石棉為灰褐色，通過此項特征也可以大致判斷其類型，再結合其他光學特征進行準確判斷。

其他4種石棉，可從折射率最小的浸油開始試驗，通過色散染色的顏色來斷定石棉的大致折射率。如果平行和垂直時的色散染色顏色均為藍色，說明樣品的折射率小于浸油折射率，應當再選擇更小折射率的浸油；如果平行和垂直時的色散染色顏色均為紫色，說明樣品的折射率大于浸油折射率，應當再選擇更大折射率的浸油；直至樣品大致呈現平行為黃色，垂直為藍色時，則可以通過浸油的折射率判斷石棉的雙折率范圍。再通過與表1比對，從而判斷石棉的類型。雖然偏光顯微鏡法的準確性較高，但是操作繁瑣，實驗人員必須經過嚴格的培訓。

XRD法制樣簡單，測試方便，且對人員的要求低，也是目前應用比較多的一種測試技術。其原理是根據每一種礦物晶體都有其特定的衍射參數，測試數據對照其衍射參數從而對每種礦物晶體進行定性。但是XRD只能測試礦物的晶體參數，而不能確定礦物的實際形態。

以蛇紋石為例，通常當蛇紋石以纖維形態存在時可以稱之為石棉，不以纖維形態存在，而是以顆粒或片狀形式存在時就不能稱之為石棉，這時就不能通過XRD圖譜來簡單判定蛇紋石是否為石棉，而需要結合其他測試方法進行判定。

圖7

圖8

從圖7（纖維狀蛇紋石SEM圖譜）、圖8（顆粒狀蛇紋石SEM圖譜）、圖9（顆粒狀與纖維狀蛇紋石XRD譜圖）可以看出，圖7可以看到清晰的纖維狀形態；圖8可以看到清晰的顆粒或片狀形態；從電鏡圖可以清楚看出二者形態不同。但兩種形態蛇紋石均對應相同的XRD圖譜（見圖9），可見同一種晶體不同的存在形態有相同的衍射圖譜。此時只根據XRD圖譜不能確定是否是石棉，需要通過其他手段再進行輔證，故X射線衍射法不能作為一種獨立的測試方法。

圖9

但是XRD法可以作為一種快速篩選的手段，即通過對樣品進行XRD測試，如果有符合石棉衍射參數的礦物或有與石棉共生的礦物存在，則再通過偏光顯微鏡或掃描電鏡能譜進行進一步確定；如果不含符合石棉衍射參數的礦物或與石棉共生的礦物，則可以判定樣品中不含石棉。通過XRD法進行快速篩選可以大大提高工作效率。