【doc】用含着色氧化物的矿渣合成红棕色陶瓷颜料

【doc】用含着色氧化物的矿渣合成红棕色陶瓷颜料 用含着色氧化物的矿渣合成红棕色陶瓷颜 料 侮冬, 1992年l2月陶瓷第6期(总茹104期)?5? 用含着色氧化物的矿渣 合成红棕色陶瓷颜料 刘宇王永贤(景德镇陶瓷学院工程系). 一一 &,一 高了对乳浊不利,zno的引入可提高釉的乳 浊度和白度加宽釉的烧成范围,但不宜过 高,否则易造成釉面无光和降低乳浊度,两 者台适比倒为l:l,】:3(moi) 4.1.4锆英石的影响 锆英石的乳浊作用是由于未溶解而残留 在釉中的ZrSiO颗粒和溶解后ZrO和SiO2 再结合析出的Z2SiO粒共同作用的结果, 前者颗粒大而不均匀,后者颗粒小且分布均 匀,乳浊效果好.因而钴英石含量越大,乳 浊效果越好.一般为ID嘶左右,过高则提高 了釉的成熟温度和高温粘度. 4.1.5锆英石乳浊釉釉面色调呈黄白 色,引入少量的Co颜料釉可成青白色. 4.2工艺对釉面质量的影响 4.2.1锫英砂的细度 由锫乳浊釉的乳浊机理可知,钴英石越 细在升温过程中溶解越完全,ZrO与SiO更 易结合而析出ZrtS:O颗粒,其大小相近且 在釉中分布均匀,因而散射作用越强.乳浊 效果也最好,并具有防止开裂促使色调稳定 的作用. 4.2.2釉层厚度 釉层越厚,釉的乳浊效果越强,白度越 高.但过厚则易缩釉,甚至出现麻点使自度 下降,在实验中发现釉存积对问过长也易出 现缩釉的缺陷. 5结论 研制成的高温生料锫乳浊釉使我厂普瓷 的外观质量有了明显的改善.在白度,热稳 定性等指标上均达到丁细瓷的质量要求.这 对于充分利用本地原料降低成本生产细瓷有 着很重要的意义.同时尽管在实验中通过褥 整RO,RO及Si/AI等手段来降低高温粘 度,但釉的流动性还不十分理想,有待于在 以后的实际中改进. 确移 . 了 性论 行讨 可,的性 特应 颜适 瓷的 陶申 色袖 棕础 虹基 成种 枷不 化在 妻氧T岳完 全研 代,替戍 摘分组 部相 渣物/ 矿的L 物料渣/ 化新矿\氧越,,馘一 着T陶 分析_j.册分.料t(T,素颇对围因撂范诸诃文方的键本配色关 了呈 定响 -6一Dec.1992Cero~Jcs?6Tota1.1倔 lI宫 棕色系列颜料是常用的陶瓷颜料,它以 其质朴,凝重而又和谐深受人们的喜爱.尤 其是i975年以来国际建筑陶瓷制品的色调多 趋于淳朴的天然土色,从而使棕色成为一种 流行色罚,故棕色陶瓷颜料的需求量也随之 增大.但目前市面上的棕色系列颜料基本上 都是采用铁一铬一锌系化工原料高温合成 的,成本较高,价格贵.用含着色氧化物的 矿物或矿渣合成陶瓷颜料是降低陶瓷颜料成 本的一条有效途径,也是陶瓷颜料发展方向 之一.笔者用含着色氧化物的矿渣替代部分 金属氧化物,并通过合理地调整配比,显着 地降低了价格较贵的金属氧化物的用量,台 成出呈色稳定,色泽纯正,成本较低的红棕 色陶瓷颜料.本文就此作一介绍. 2实验过程 2.1原料 氧化铬,氧化锌,氧化铁为工业纯,矿 渣的化学组成见1.矿渣IY3x--ray~射图 见图l. 袭l矿渣的化学组成 图l中可见无明显的衍射峰 是因该矿渣经高温煅烧熔融急冷 成玻璃态所致. 2.2台成颜料的工艺流程 实验采用高温固相合成的方5045 法.矿渣在实验前需经湿球磨, 过200目筛,烘干备用.其工艺流 程为; 配料,一混台研磨一一煅烧(1220"C) 一 一细磨,一水洗一一烘干一一研磨一一成 品. 2.3实验设备 主要设备有:sRJx,4一I3高温箱式电 炉.DRz,5型可控硅电炉温度控制台,101 — 1型电热鼓风箱及JDX--10PA型x—ray 衍射仪. 3525155 囝l矿渣的x一射线衍射图 2.4实验方法及结果 为缩短实验周期,尽可能以较少的试验 次数找出最佳的配方组成及工艺条件,从而 找到影响颜料呈色的主要因素.本实验采用 多因素正交实验法.选用L9(3')正交表安 排实验,结果见表2,3.取定量的成品颜料 用JDX--10PA型x—ray衍射仪测定其晶相 组成(见图2).成品颜料用于各种不同的 基础釉中,其呈色比较见表4. i9姐丰12日?叠第6期(总第l04期)i7. 囊3选用正变裹L.(3')方素试验结果 08}Dec.1992Ceramfct瑚6Toi.1.1o4 {盥'l【上..L... 目2成品颜料的x—ray衍射目 毫4台成颠料甩子各种不商基础釉中墨色对j}I【裹 1992年i2月确瓷第6湖(总第104期)?9? 为尖晶石型颜料中的一种尖品石型的晶体 3分帮}与讨论构造, 只要配比中具有A和Ba的氧化物, 3.1色剂的台成机理就可以形成尖晶石型A[B]0的结构.红棕 尖晶石色剂是一种最普遍使用的颜料.色剂一般由Fe0,ZnO,CrzO.组成,台 尖晶石色剂的色相范围相当宽,红稼颜料即成机理如图3. FO3 znO高温合成 Ct20a ZnF'~20' ZnCr20' 图3虹棕色荆合成机理分析图 知,这三种氧化物按比例混合后 由图3可 煅烧,分别形成了ZnCi-zO',ZnFe20}和 FeCr.0三种尖晶石,铬锌尖晶石呈褐色, 铁锌尖晶石呈暗棕色,铬铁尖晶石呈褐色, 由于Zno,Fe2O8,cr?O8的配比量不同, 生成的三种矿物也不一样,其颜色互补,在 适当的基础釉中就可呈现红棕色.[2,3] 3.2影响呈色的主要因素 从配方组份来看,影响呈色的因素主次 分别为cr2O.,矿渣,ZnO,Aiz03(见表 3).由台成机理可知,红棕色剂的主晶相理 论上为znCr204znFe2O{,FeCr2O4.形 成ZnCr?O',FeCr2O4都需要cr2O3,因此 cf:O.对形成主晶相超着非常重要的柞用, 不台理的CrO.加入量会影响主晶相的生成 或在包剂舍成过程中生成杂色物质,从而影 响色剂的呈色.矿渣的加入量对呈色影响 也大,主要是因为红棕色剂生成主晶相 ZnFelO.,FeCr:O.所需的氧化铁都是由矿 簪提供.另外,矿渣在引进氧化铁的同时也 带入一些其他氧化物,其他氧化物引入过 多,势必对呈色不利,因此,矿渣加入量有 一 个最佳范围.ZnO也影响呈色,一方面是 beer20' 因为ZnO是形成主品相ZnCr2O4,ZnFe2O' 的成份,另一方面,ZnO在色剂合成过程中 起助色和矿化作用,促成颜料合成的进行 [43. 从成品颜料的晶相看(见图2),晶柑 为ZnCr2O4,FeCr2O4,ZnFe2O',r— Fe20a和少量caZnSiiO.在前面已提劲 ZnCrz04和FeCr2O4呈褐色,ZnFe2O呈 暗棕色,而r'一Fe2Oa星红色,CaZnSi2Of 生成量较少,对呈色无多大影响.因此,对 呈色起主要作用的是主晶相ZnCr:0, FeCr~O4,ZnFe2O4和—Fe2Oa四者呈色 的混台结果使合成颜料为红棕色. 从合成工艺看,在颜料合成过程中,首 先愿料应细磨,混匀,最好采用湿法混合, 然后干燥,只有保证了原料的细度和物料同 的高度分散均匀混合,才能使物料问反应完 全,使颜料呈色稳定.其次,物料在高温煅 烧过程中,一定要有足够的保温时间,使之 在高温充分反应.再者,颜料台成出后应经 水洗或稀酸洗以除去颜料中部分可溶性的杂 质,以提高成品颜料的纯度. 3.3釉中适应性 e十《三》+@ 1.10-Dec.1992 由句髓 Cefa越lc0?6Tota1.104 我厂彩釉砖生产线自l989年 投产以来,所用釉料成本一直居 高不下,以致造成产品销路不 畅,经济效益不佳我们认为只 要在降低彩釉砖乳白釉成本方面 下功夫,定能获得显菩效果.同 低成本彩釉砖乳白釉的研制 聂曼云 时也会使釉面质量得到改善和提.f . 【 高.f, 课题曲定之后,我们在前段经验的 基础上制定了本课题的研究内容和目标. 第一阶段一调查分析现用配方之优缺 点,在此基础上选择低成本替代原料. 第二阶段:低成本釉料配方的础E设计 及初试. 第三阶段在现有彩釉砖生产工艺条件 下进行中间(扩大)试验. 第四阶段:在中试成功基础上投产(试 吴云世广(陕西省成阳陶瓷厂) 等,黾. . TQ,775 目标t釉成本下降幅度40呖.' l调查分析 我厂彩釉砖常规釉色有三种,每种釉配 方中都是以焙块为主料,熔块在彩釉砖釉中 的使用量为40~85师,其中乳白熔块加工过 程要求严,能耗太,燃料为重油每吨价3600 元.以白釉8911为侧I ??????? 实验得出t红棕颜料在高钙釉,铅硼 釉,尤其是在高锌釉中,呈色均好.在硼锆 乳浊釉中呈色甚浅,不太适应.而在含镁釉 中呈红棕泛黄绿色,与釉有部分反应,适应 性差(见表4).在含镁釉中不适应,主要是 镁釉中的MgO与颜料中的CrO.反应生成橄 榄绿色的尖晶石MgCr:O,从而使红棕中带 黄绿色,另外红棕颜料在含Sio较高的釉 中,会使红棕变成深暗棕色调,红棕颜料要 求用在透明或半透明基础釉中. 料. 4.2较为理想的配比范围为t矿渣40, 45呖,Cr2O88,l2呖,ZnO30~35呖,AI2O, 15~20呖 4.3色料主晶相为zncr.O',ZnFe2O' FeCr.O.及部分未反应的r—Fe2O3. 4.4色料在高钙釉,铅硼釉,高锌釉中 较为适应,在含镁釉中不适应. 4结论1 4.1用含着色氧化物的矿渣可替代部分2 金属氧化物,通过合理调整配比,并能显着3 地降低价格较贵的金属氧化物含量,从而合1991 成出呈色稳定,色泽纯正的红棕色陶瓷颜4 参考文献 马小鹏中国陶瓷No.61991 ?釉厦色料*(日)素末洋一 王晓兰建材技术一陶瓷No.6 ((PigmentinPaint))P1341974