高温大红陶瓷颜料的研制及呈色机理分析_陈明.pdf
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1、佛 山 陶 瓷2023 年第 1 期(第 318 期)表 1 根据经验选择色料配方组成Y2O3Al2O3Ce2O30.5020.4850.0131前言近年来,新型红色陶瓷颜料出现在人们视线范围内,因其受热稳定温度低、光泽度不强、高温抵抗性弱等特征,给红色陶瓷颜料应用带来不同程度的影响。特别在专业人员提出包裹技术后,对色料高温性能具有重要作用,能将红色陶瓷颜料温度提高到一千摄氏度以上。从目前使用效果来看,其很容易受到包裹材料、包裹率因素影响,导致色料显色效果无法达到预期要求。部分未包裹的颜料会影响到釉面的光泽度,且无机红色料中含有各种重金属元素,如铅、汞等元素,给人们身体健康带来严重影响。颜料制
2、造商急需找到一种无毒性的无机红制作工艺,来满足人们对产品性能和生态环境的要求1。2钙钛矿型铬钇铝红色料制备过程和工艺2.1 铬钇铝红色料制备铬钇铝红色料的主要矿物是以一钇铝氧、着色离子在形成铬钇铝氧过程中,会自动传输到铬钇铝氧晶格中,从而产生大量的红色调。本试验是利用铬钇铝红色料的基础配方进行实验,选择 Y2O3-Al2O3二元系统为基础体系,使用固相法合成色料,将氧化铝和稀土氧化物作为基础反应物,咯离子是着色剂,在矿化剂作用下实现化学反应,从而形成钙钛矿型铬钇铝红色料。同时,通过分析 Y2O3-Al2O3二元相图,发现 Y2O3和 Al2O3占比例不同,所产生的晶体结构存在严重差异性,当其比
3、例为 3:5 时呈现出石榴石结构类型的晶体;比例 2:1 时产生单斜对称型晶体;比例是 1:1 时出现钙钛矿结构类型晶体。本实验处于 Y2O3和 Al2O3为 1:1 比例中进行,有少量 Cr2O3利用不同形式进入到钙钛矿结构晶体中,将其转换为置换型固溶体,Y2O3和 Al2O3为钙钛矿类型晶体。目前,针对陶瓷色剂合成方法趋于多样化,但在工业生产中最常用干法和湿法,干法是常见的固相法,将各组成份根据一定比例进行相互混合,在标准温度下进行煅烧;湿法是通过盐类来控制试验环境,掺和适量的陈化剂和分散剂,让其沉积起来2。2.2 钙钛矿型铬钇铝红色料参数确定2.2.1选择矿化剂想要 Y2O3-Al2O3
4、进行固相反应自动生成 YA1O3,工作人员需要将实验温度控制在一千八摄氏度以上。因此,为保证 YA1O3能合成成功,要在配方中添加适量矿化剂,且将铬钇铝红色料合成反应工作在降低温度下进行,合理控制反应时间,所以矿化剂数量和铬钇铝红色料合成效果有直接联系3。基于此,本文对 Y2O3-Al2O3进行各种实验,先研究矿化剂种类和含量对色料合成的影响,合理选择色料制作中的矿化剂。在整个研究过程中,工作人员将稀土氧化物作为 Y2O3单种氧化物中最科学的矿化剂,根据图来对比参考数据,发现 X 为 1.004,y 为 0.026(如表 1 所示)。将上述转变为质量百分比,并在数据比例不变的情况下,添加各种矿
5、化剂,如碱氧化物、氟化合物、硼化合物等。本试验在上述矿化物的基础上,选择呈色效果较高温大红陶瓷颜料的研制及呈色机理分析陈明(广东皓明陶瓷科技有限公司,潮州515642)摘 要:钙钛矿型红色料作为最实用的红色陶瓷颜料,对陶瓷制作具有重要作用。但从目前钙钛矿型红色料应用情况来看,和国外发达国家相比,该种色料在我国发展进程过于缓慢,给红色陶瓷生产工作带来严重阻碍。为提高钙钛矿型红色料生产数量,促进我国红色料实现可持续发展,本文通过分析晶体结构的三元氧化物色料,将氧化铝和稀土氧化物为主要元素,氧化咯是上色剂,且添加不同矿化剂,制作出钙钛矿型红色料,并利用实验方法来分析红色料的呈色机理。关键词:大红色料
6、;钙钛矿;高温;呈色机理27Vol.33No.01(Serial No.318)FOSHAN CERAMICS好的稀土氧化物 Nd2O3进行试验(如表 2 所示)。经过上述研究发现,在利用 Nd2O3稀土氧化物来合成色料时,将 CaF2为矿化剂时,其颜色为深红色;用硼酸作矿化剂时,颜色呈现为亮深红色;但具有严重的颗粒粘度,无法用常规手段进行破碎;用 NaF 为矿化剂时,其颜色呈暗红色,可见不同矿化剂呈色效果不同。当矿化剂类型相同时,随着矿化剂数量不断增加,其颜色出现先深后浅趋势,且以 CaF2作为矿化剂时,其通常变成大红色4。2.2.2着色剂选择和确定铬钇铝红色料能显现出红色,主要原因是在将
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