包裹型ZrSiO4-C陶瓷颜料的研究

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本文采用固相法与液相法两种工艺探讨了包裹型炭黑颜料的形成过程。实验考察了原料的种类、性能、各组分的配比、工艺流程以及烧成制度等因素对包裹型炭黑颜料的呈色影响,找到了各个因素影响颜料呈色的规律,得到了黑度较高的颜料样品及其工艺条件。  课题的第一部分采用固相法来合成包裹炭黑颜料。主要研究了锆源与硅源的种类、着色剂的种类及用量、PVA处理炭黑、研磨时间、烧成制度等因素对合成包裹炭黑颜料性能的影响。结果表明:以LiF作为矿化剂,采用PVA处理的超细炭黑作为着色剂,使用活性更高、粒径较小的自制Zr(OH)4与H2SiO3,获得的在合成温度为1200℃,保温时间为2h的烧成制度下合成硅酸锆包裹炭黑颜料效果较好。  课题的第二部分采用液相法来合成包裹炭黑颜料。主要研究了氯氧化锆和硅酸钠溶液的浓度、着色剂的种类及加入量、沉淀剂的种类、SiO2与ZrO2的摩尔比值、矿化剂的种类及加入量、球磨工艺和研磨时间、烧成制度等对合成包裹炭黑颜料性能的影响。通过优化工艺参数,制备出了具有较高黑度的包裹炭黑颜料。当氯氧化锆的浓度为0.4mol/L、硅酸钠的浓度为0.3mol/L、SiO2与ZrO2的摩尔比值为1.3、碳素墨水中的炭黑质量占8wt%、LiF矿化剂的加入量为7~8wt%、合成温度为1250℃、保温时间为2h时,合成颜料的L*值达30.89,黑度最高。将合成好的包裹炭黑颜料按釉料质量的11wt%加入时,煅成的样品具有较高的黑度。  实验中利用了激光粒度分布仪对固相法中的各种锆源与硅源进行了的粒度分布的测定,用XRD测定了颜料的物相组成,用SEM和TEM观察了颜料的形貌,还通过色度仪测定了颜料的黑度。
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