陶瓷装饰技术经历了丝网印刷和滚筒印花时代,现已步入了喷墨打印的时代。作为陶瓷装饰技术的第三次革命,陶瓷喷墨打印与之前的印花技术相比有着不可比拟的优势,对陶瓷装饰产生了巨大的影响。陶瓷喷墨打印所需的陶瓷墨水一直备受人们的关注,高校和企业都陆续发表了不少研究论文和专利,近几年国内已有多家企业拥有了自己品牌的陶瓷墨水。目前陶瓷墨水的工业化生产大多采用分散法,即将无机陶瓷色料与溶剂、分散剂等组分混合后,采用砂磨机进行超细研磨和分散,最终获得稳定的悬浮液。分散法制备陶瓷墨水虽然工艺简单,但为保证陶瓷墨水的分散稳定性,需要将无机陶瓷色料超细粉碎至亚微米级别,一般要求色料的最大粒径D₁₀₀小于1μm,中位径D50在200⁵00nm之间。目前制备黄色陶瓷墨水的色料主要由锆镨黄色料提供,传统的锆镨黄色料主要用于釉面及坯体,不用经过超细粉碎,发色能力较好,当经过砂磨机超细粉碎后,发色能力大大下降,不能满足人们对色调的要求,急需研制出发色能力更强的锆镨黄色料,以适用于陶瓷墨水中小粒径及高强度破碎的制备。为提高锆镨黄色料在陶瓷墨水中的发色,本论文从锆镨黄色料的发色机理入手,分析影响其发色的主要因素是稀土元素Pr在ZrSiO₄晶体中的固溶量,然后考虑影响Pr元素固溶量的生产因素,主要从Pr₆O₁₁的掺杂量、烧成制度、矿化剂的用量以及原材料ZrO₂的活性等方面着手,调节配方体系及生产工艺,提高Pr元素在ZrSiO₄晶体中的固溶量,从而提高锆镨黄色料的发色能力。本文的创新之处在于分析了各因素对Pr离子固溶量的影响及其与锆镨黄色调的关联性,同时分析了Pr元素在色料中的分布均匀性,此外,矿化剂的用量以及原材料ZrO₂的预处理是首次提出并探讨的因素。本论文采用固相法合成锆镨黄色料,固相法合成工艺简单易于操作且周期短效率高,是目前工业生产的主要方法。本文对氧化镨(Pr₆O₁₁)的用量进行了研究,探索Pr₆O₁₁加入量对锆镨黄色调和晶体结构的影响,实验表明:随着Pr₆O₁₁掺杂量的增加,Pr元素在ZrSiO₄晶体中的固溶量也逐渐增加,从而导致锆镨黄色料超细粉碎后的黄度值也逐渐增加;当Pr₆O₁₁掺杂量达到一定值时（Pr/Zr=0.06）,锆镨黄色料在超细粉碎后的色调基本保持不变,Pr元素在ZrSiO₄晶体中的固溶量也趋于饱和;当Pr₆O₁₁掺杂过量时,会造成Pr元素在锆镨黄色料中分布不均匀。对烧成温度和保温时间分别进行研究,探索烧成制度对锆镨黄色调及其晶体结构的影响并优化烧成制度,实验表明:随着烧成温度的提高,Pr元素在ZrSiO₄晶体中的固溶量逐渐下降,从而导致超细粉碎后锆镨黄色料的黄度值也逐渐减小,其黄度值在880℃最佳,说明在低温合成的锆镨黄色料超细粉碎后的发色能力更好;锆镨黄色料在超细粉碎后的黄度值随保温时间的变化会在保温6小时达到峰值,过短或过长的保温时间均会导致Pr元素在ZrSiO₄晶体中的固溶量下降,从而导致锆镨黄墨水色调变差,说明保温6小时是最佳保温时间;过高的烧成温度和过长的保温时间均会导致Pr元素的分布不均匀,出现部分区域富集的现象。分别对矿化剂BaF₂和KCl的用量进行研究,实验表明:适量的矿化剂有助于ZrSiO₄晶体的合成,有利于合成品质良好的锆镨黄色料;当矿化剂的用量增加时,会抑制Pr元素在ZrSiO₄晶体中的固溶,从而导致锆镨黄色料在超细粉碎后的黄度值下降,且矿化剂BaF₂和KCl的用量对Pr元素固溶的抑制程度相当;在保证锆镨黄色料反应基本完全的情况下,应尽可能减少矿化剂的用量。对原材料Zr O₂粉进行球磨预处理,实验探讨了ZrO₂粉的球磨处理对Zr O₂粉活性及其合成锆镨黄色调的影响,实验表明:随ZrO₂粉的球磨处理时间的增加,Zr O₂粉活性也会增加,且有助于提高锆镨黄色料在超细粉碎后的黄度值;ZrO₂粉活性的增加会提高对Pr元素的容纳能力,而当ZrO₂粉的球磨处理时间过长,ZrSiO₄晶体会出现晶胞的异常生长,导致ZrSiO₄晶体对Pr元素的容纳能力下降。综合上述因素的探讨可知:固相法合成锆镨黄色料时,当Pr/Zr的摩尔比值为0.06时,Pr₆O₁₁的掺入量为最佳,过量的Pr₆O₁₁对超细粉碎后的锆镨黄色调的提高无益;在保证锆镨黄基本反应完全的情况下,低温合成锆镨黄更有利于呈色,880℃可作为锆镨黄色料合成的最佳烧成温度;适当的保温时间可促进ZrSiO₄晶体发育,并使Pr元素固溶在ZrSiO₄晶体中而不富集在其表面,最佳保温时间为6小时;适当矿化剂的用量是合成高品质锆镨黄色料的保证,在保证锆镨黄色料烧熟的前提下,矿化剂用量应尽量少;原材料ZrO₂活性的增加可提高Pr离子固溶量,有利于锆镨黄色料的发色,原料ZrO₂的优选与预处理是高档锆镨黄色料合成的有效途径。