正交设计研究日用瓷钴蓝色料的合成.PDFVIP

第 36卷 第 1期 山东陶瓷 Vo1．36NO．1 2013年 2月 SHANDoNG CERAM ICS Feb．2O13 · 科学实验 · 正交设计研究 日用瓷钴蓝色料的合成 李彦斌 ，王 慧，曾令可，黄彩虹 (华南理工大学材料学院，广州 ，510640) 摘 要 本文研究了青花色料的化学组成、色料的细度、烧成工艺及含水量等因素对其最 终呈色效果的影响 ，颗粒相对较 小的色料 ，愈易形成液相 ，而且表面积大，接触点多，扩散速度 快 ，其烧成温度相对比较低 ，氧化钴的用量在 30 左右 ，氧化锌在 7 左右，氧化铝在 21 左 右 ，颗粒直径小于 45tLm，含水量为7O 左右，烧成温度控制在 1300℃，能得到优质的青花瓷 。 关键词 钴蓝 色料 ，烧成温度 ，颗粒细度，低碳 中图分 类号：TQ174 文献标识码 ：A 的价格不断攀升，尤其氧化钴的价格居高不下，严 引言 重限制了色料企业的发展 ，因此为了节约资源，寻 钴蓝是金属氧化物混相颜料 的一种 ，具有为 找一种较好的钴蓝色料配方 已经成为一种迫切的 双氧化物尖 晶石结构 ，其化学式可 写为 ：CoO · 需求 。但是对于 目前 的钴蓝色料 的制备，每个厂 A1。O或 CoAl。O ，属面心立方结构 晶系。此组 家都有 自己的配方 ，而且燃烧温度大多在 1350℃ 成可认为是尖晶石中Mg被Co所取代 ，具有优异 以上，在以节能、环保为基本概念的今天，这样 的 的耐光性、耐候性 、耐热性和耐化学腐蚀性 ，既不 能耗是巨大的。本课题基于这个 目的，通过对钴 会被酸或碱所破坏，也不会被通常的化学方式所 蓝色料中显色元素含量的分析 ，以找到合适 的配 氧化或还原，能承受较高温度 的无机钴蓝色料作 方方案 ，从而降低其烧成温度，减少能量 的消耗。 为一种不可替代 的高温产品，而广泛应用于 日用 、 1 实验 建筑及卫生陶瓷，可用作釉上、釉 中、釉下彩色料 及颜色釉和坯用色料L1]。 1．1 实验原料及设备 目前制备色料 的方法主要包括 固相法，共沉 实验原料 ：二氧化硅 ，氧化钴 ，氧化锌 ，氧化铝 淀法 ，水热法 。M．Llusar等 用 固相法于 1300 均为分析纯 ；设备主要有 ：x一射线荧光光谱仪 ， ～ 1400℃合成了橄榄石型、钴掺杂硅锌矿型和镁 激光粒度分析仪，行星球磨机 (QM～ISP4)，电热 掺杂尖 晶石型钴蓝色料 ，GuidoBusca等[3以Co 鼓风干燥箱 ，马弗炉，电子分析天平等 。 (NOs)2·6HzO和 AI(NO。)。·9H O为前驱体、 1．2 确定正交实验表 (NH )CO。为沉淀剂 ，分别在 673℃和 1073℃制 首先 ，分别对现有的两种色料进行测试对比， 备 出尖晶石型粉体 。ZhizhanChen等[4以CoC1 分别命名为 1号样品和 2号样品，主要是含水量 ， · 6HzO、A1CI。·6H 0和NaOH 为反应原料 ，用 粒度分布，化学组成的对比，根据测试 出来的数据 水热法于 245℃保压 24h合成 了八面体形 、粒径 制定一个正交试验表 (见表 1)。由于影响色料烧 为 65～75nm 的尖 晶石型纳米色料 。共沉淀法、 成效果和温度 的 因素主要有 6个 ：化学组成 水热法虽然能制备 出显色效果好 ，粒度细且均匀 (CoO、A1O。、znO)、含水量、粒度分布 、烧成温度 的色料，