编号：TCHY00027

篇名：灰褐色硅酸锆陶瓷颜料的合成

原文： 由于无色颜料还需要在高温下通过素烧才能转换成有色颜料，所以，在最佳条件下?Ｍ２混合物，７５０℃，１．５小时?制备的产品，要先将１∶１的氯化氢?ＨＣｌ?分离出来，尔后再在１２００℃—１５００℃之间进行素烧，直至该颜料达到其最终理想的灰褐色色相?１０分钟即可?。其褐色色调将随着素烧温度的不断上升而逐渐加重，直到最大温度约１３５０℃。?见图５?。从这点来看，这个温度可以说是最适宜的温度。在素烧温度更高时，其色调浓度将开始缓慢下降而变淡。通过电子显微镜可以看出，素烧并不影响其完整性，也不会危及其颜料微晶体的表面，?只有其圆形界面在温度达到１４５０℃以上时，才略有轻微的熔解?而且颜料的结构在素烧过程中就象我们所期望的那样，没有什么变化。灰褐色颜料经１３５０℃高温素烧１０分钟之后的结构系数为：Ａｏ＝０．６６０４９?４?ｎｍ，Ｃｏ＝０．５９８１９?５?ｎｍ，Ａｏ结构系数略有一点增加，在添加于无色颜料?没经过素烧?系数中时，Ｃｏ系数也有所增加，其基本晶粒值只有微不足道的一点变化?０．２６１０６（４?ｎｍ３?，轻微的Ｃｏ／Ａｏ关系变化０．９０５５?４?显而易见。 在高温素烧过程中，该颜料得以灰褐色着色的原因，可作如下解释：硅酸锆结构中的替代物质铋离子和钼离子，在急剧的素烧环境中，其化合价发生了明显的变化?为了保持电解中和的条件不变，其载荷就要有所变化?。从而使它们转换成有代替着色缺乏的资格?尤其是铋离子?。根据其晶体结构发生变化的载荷关系Ｃｏ／Ａｏ，就充分说明了这种假设。尽管这种状态多少有点不稳定?这是通过一个较长时期〈数天时间〉灰褐色颜料在１３５０℃高温煅烧时，其中有一部分灰褐色色相的亮度有所下降所证实的，这个时候的离子多半开始还原成其原有的状态，更具稳定的状态?，但其色调的稳定性能已足以满足该颜料溶于釉子中的与应用有关的所有条件。 为了进一步证实上述灰褐色颜料的煅烧原理，要进行反应化合物中两种成分的替代反应。首先，氢氧化锂要由氢氧化钠来替代。尽管在合成温度为７８０℃、９００℃和９５０℃时煅烧两个小时之后，可以得到从反应化合物中转换成约８５－９０％的硅酸锆，但是，该产品也只能在经过１３５０℃－１４００℃高温素烧之后才是淡褐色色调。这种事实充分说明了锂离子存在的优点就是作为最小的松散的碱离子，极易进入硅酸锆结构之中。由于负电荷不足，所以就需要通过其它离子来进行补充，以达到电中性之条件。其次为三氧化钼要通过仲物酸铵在混合物Ｍ２中进行复原。先在８００℃煅烧两个小时之后?其转换率在８０％以上?，再将其无色产品在１３５０℃－１４００℃高温下进行素烧，即可得到灰褐色颜料。其色调要比从含有三氧化钼混合物中制取的最好之颜料稍微暗淡一点。?Ｍ２混合物，最佳煅烧和素烧条件?，在钼离子借助于钨离子还原的过程中，与上述相一致在锆系颜料中缺乏着色力方面，铋离子起着非常重要的作用。如果没有这些离子的存在就不可能制备出这种颜料。 合成这种灰褐色颜料的最佳温度条件，可由上述煅烧成颜料的转换程度来进一步证实，亦可通过经１３５０℃高温素烧之后，颜料的色相以及含有这些颜料的陶瓷釉来证实?见图６?。Ｍ２混合物在合成温度为７００℃－８００℃时煅烧１－１．５小时，就可得到色相最浓的灰褐色颜料。该颜料既可应用于釉烧温度为１０５０℃的中温硼酸硅釉，并在釉中显示相同的色调，还可用于釉烧温度为１３００℃的高温硅酸盐釉，亦可获得同样的色调。这充分说明该颜料的抗腐蚀性和热稳定性相当好，可用于所有的陶瓷釉中。 结束语 采用本文上述工艺方法合成的最佳灰褐色颜料的最初混合物?Ｍ２?的成分含量?％ｗ／ｗ?依次为：ＺｒＯ２－４０．５％；ＳｉＯ２－２０．２５％，Ｎａ２ＳｉＦ６－５．１％，ＬｉＯＨ·Ｈ２Ｏ－３．８％，ＭｏＯ３－１０．１％，Ｂｉ２Ｏ３－２０．２５％，最佳煅烧温度和时间分别为：７００℃－８００℃，１－１．５小时，经用稀释的盐酸?ＨＣｌ?提取之后，将无色的煅烧产物在１３５０℃的高温下，进行大约１０分钟的短时素烧，就可得到亮丽的灰褐色颜料。该颜料具有很高的热稳定性和化学稳定性，适用于所有类型的陶瓷釉，包括釉烧温度为１３００℃的高温釉。该颜料只需在陶瓷釉中加入３－１０％?ｗ／ｗ?，就可有效地使这些釉子呈灰褐色色相，并可使其表面厚度均匀一致，从而得到既平滑又有光泽的亮丽色彩。