磷酸锆钾型高温紫色陶瓷色料的研制

论文摘要

通过碳酸钾、磷酸氢二氨、氧化锆、氧化钴原料等引入的优化实验,初步研制了一种高温下呈鲜艳紫色的磷酸锆钾型陶瓷色料。该色料是一种新型的陶瓷色料,其色度指数为:L*=55.37,a*=18.52,b*=-30.56。磷酸锆钾型色料在高温下呈现鲜艳紫色的组成范围是:碳酸钾0.2～0.5mol、磷酸氢二氨3.0～3.1mol、氧化锆2mol、外加氧化钴5～8wt%。通过XRD、差热-热重曲线分析（TG-DTA）等测试手段研究分析表明:磷酸锆钾型色料呈现紫色是由于Co2+离子进入磷酸锆钾晶格部分取代Zr4+离子,从而生成KZr2-xCo2x（PO4）3所致。同时,氧化钴的加入量不能太多,因为Co2+离子进入磷酸锆钾晶格具有限性。保温时间对磷酸锆钾型色料呈色以及晶格畸变系数影响均不大。随着保温时间的延长,磷酸锆钾型色料中主晶相出现新物质磷酸氧锆,但并不对色料呈色产生影响。所以,此色料的保温时间为60min即可,不需要太长时间。对色料进行化学稳定性实验,同样证明发色离子已经很好地固溶进入磷酸锆钾晶粒中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 2 文献综述
• 2.1 色料概述
• 2.1.1 陶瓷色料定义
• 2.1.2 色料的命名和分类
• 2.1.2.1 陶瓷色料的命名
• 2.1.2.2 陶瓷色料的分类
• 2.1.3 陶瓷色料发展概况
• 2.1.4 陶瓷色料特性及共性
• 2.2 陶瓷颜料的评价
• 2.2.1 颜色的产生
• 2.2.2 颜色的基本概念
• 2.2.3 陶瓷颜料的评价方法
• 2.3 色料的呈色机理和晶体场理论
• 2.3.1 颜色的起因
• 2.3.2 晶体场理论
• 2.4 NZP族磷酸盐材料性能和研究进展
• 2.4.1 晶体结构和性能特点
• 2.4.2 NZP族材料的研究进展
• 2.5 高温色料的国内外研究现状
• 2.6 课题研究思路及内容
• 3 实验部分
• 3.1 实验原料及仪器设备
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器与设备
• 3.2 实验工艺流程
• 3.3 实验内容
• 3.3.1 氧化锆型色料
• 3.3.2 磷酸锆钾型色料
• 3.3.2.1 正交实验
• 3.3.2.2 单因素实验
• 3.3.2.3 磷酸锆型色料对比实验
• 3.3.3 色料稳定性的研究
• 3.3.3.1 色料的化学稳定性
• 3.3.3.2 色料的高温稳定性
• 3.3.4 色料在釉中的应用研究
• 3.4 测试方法及表征手段
• 3.4.1 X射线衍射结构测试
• 3.4.2 差热-热重曲线分析
• 3.4.3 样品颜色的表征
• 4 实验结果分析与讨论
• 4.1 氧化锆型色料结果分析与讨论
• 4.1.1 盐的种类及加入量对色料呈色性能的影响
• 4.1.2 XRD分析
• 4.1.3 小结
• 4.2 磷酸锆钾型色料正交实验结果分析与讨论
• 4.2.1 磷酸锆钾型色料初步实验结果
• 4.2.2 磷酸锆钾型色料正交实验分析
• 4.2.3 XRD分析
• 4.3 磷酸锆钾型色料单因素实验结果分析与讨论
• 4.3.1 Co的加入量对合成色料的影响
• 4.3.1.1 Co的加入量对色料呈色性能的影响
• 4.3.1.2 XRD分析
• 4.3.1.3 呈色机理分析
• 4.3.2 K的加入量对合成色料的影响
• 4.3.2.1 K的加入量对色料呈色性能的影响
• 4.3.2.2 XRD分析
• 4.3.3 P的加入量对合成色料的影响
• 4.3.3.1 P的加入量对色料呈色性能的影响
• 4.3.3.2 XRD分析
• 4.3.4 Zr的加入量对合成色料的影响
• 4.3.4.1 Zr的加入量对色料呈色性能的影响
• 4.3.4.2 XRD分析
• *、a^*、b^*值变化趋势'>4.3.5 所有单因素实验L^*、a^*、b^*值变化趋势
• 4.3.6 小结
• 4.4 磷酸锆型色料对比实验
• 4.4.1 Co的加入量对色料呈色性能的影响
• 4.4.2 XRD分析
• 4.4.3 呈色机理分析
• 4.5 保温时间对合成色料的影响
• 4.5.1 保温时间对色料呈色性能的影响
• 4.5.2 XRD分析
• 4.5.3 材料晶格畸变与亚晶块尺寸对色料呈色性能的影响
• 4.6 色料的化学稳定性及其在釉料中的应用
• 5 结论
• 6 问题与展望
• 致谢
• 参考文献