ZrO2—SiO2—V2O5—NaF系黄,绿色锆颜料的研究

ZrO2—SiO2—V2O5—NaF系黄,绿色锆颜料的研究 ZrO2—SiO2—V2O5—NaF系黄,绿色锆颜 料的研究 全国性建材科技期刊—一《陶瓷1998年第5期总第133期?39? ZrO2-SiO2-V205-NaF系黄,绿色锆颜斟帕研究 李金成 (西北轻工业学院材料系成阳712000)丁Q,7tj一 摘要锫钒蓝颜料基础配方中添加控制荆,使钒离子在硅酸锆晶格中以v5态存在成为黄色晶体,以V3+态存在 成为绿色晶体.用控{}I着色离子在晶体结构中厚子价的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 发展新型颜料,文中对该颜料生产 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 控制原理做了 萎:鳖西已窍匐霞,柏锩,关键词苎担整整机理原子价盐晶格离子呀已乃F,圣1怙, 典型的锫钒蓝配方组成02Si02.v205.NaF是众 所周知的,它是在生产工艺控制中矿化剂氟化钠阻止 了着色钒离子在硅酸锫晶体中,v3的出现,而以 v4被结合进Zr~i04晶格中,使晶体呈现蓝色的陶瓷 颜料,已是各国陶瓷颜料研究者的共识.本研究是在 保持-Si02一v2O5一NaF的基本配方组成不变.在其中 添加各种控制剂,有效地控制了钒离子在硅酸锫晶体 中以态存在使晶体呈黄色,以v3存在使晶体呈 绿色的新型硅酸话基黄,绿色陶瓷颜料,作为发展以锫 硅钒基系列颜料新品种的研究课题. 1实验部分 1.1原料 颜料中所用的原料除石英为矿物原料外,其他均 为工业级化工躁料如02,0”NaF,既03,. 1.2配方组成 1molZ~--”—NaFBi203 1.01mlSio203 在配方中v2占z102总量的14.3%,NaF占 12.5%. 此配方是典型的锫钒蓝组成.在此配方基础上, 我们另外添加Bi203占02总量的2.8%,La2O3占 zr02总量的2.24%做控制剂. 02+s她+v2+NaF一蓝色 02+Si++NaF+B03—一绿色 02+++NaF+LaO—一黄色 按照硅酸锫合成的理论组成锫硅比例应为02: s02=1tool:1mol.在实际配料时我们采用了高硅组 成即z:sio2=1tool:1.Ol?【. 颜料的合成主要是以锫钒蓝的合成反应式为依 据,其反应式如下: 24NaF+1O—一6v2F4+8Na~V04+302十 v2F4+sj—一o4+SiF4十 s+zIo2+X-Y204—+:x啦si{一4-x0j一(1) 据R.A.Epplcr的研究认为ZrSi04的合成是在配 方中Sio2与NaF反应生成S气体.根据气相转移 原理SIF4迁移到si 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面和存在的氧一起合成了硅 酸锫【2J.他和A.C.贝斯特利科夫所给锫钒蓝形成反 应式是一致的.很显然如果配方组成采用02:Sio2 =1tool:1m.l的理论组成必然会有部分si随着反应生 成SIF4气体跑掉,势必造成颜料合成中02的过剩. 降低Zr~i04的合成率及颜料的着色能力.所以,我们 在生产中采用高硅配方组成是合理的. 1.3锆硅钒基系列颜料的生产工艺控制及机理 锫硅钒基蓝,绿,黄色系列锫颜料的生产工艺参数 控制.,我们是将02?Si02单独细磨过320目筛后烘干 至水分含量<0.1%,再和其它料按配方比例称量加人 球磨机,料:球=1:1.5干法研磨8小时后过筛,人磨. 一 ‘ 40’全国性建材科技期刊—鞠瓷1998~第5期总第135期 如果采用湿法处理,即把料按比例加入球磨机湿 磨,必然会导致产品着色能力下降,甚至造成整窑废 品.主要原因是NaF含量的急剧下降,破坏了组成中 的mol比,使产物中出现大量过剩的,Sio2,颜料色 度必然显着下降,从反应式中可以看出在锆钒蓝的生 成中NaF在组成中起了至关重要的作用.它不仅降低 了ZrS~04的合成温度,在反应中先和钒离子生成中间 化台物v202F4,把还原成v4同时氟离子把v4 结合进ZrSiO~晶格使它成为蓝色晶体,也阻止了zr- siq晶格的出现,也就是说NaE阻止了绿色锆石 的形成.很明显,L丑,n在反应过程破坏了被还 原,控制了钒离子以被氟离子结合进ZrSiO4晶格, 使晶体呈黄色.而Bj203在组成中除起矿化剂的作用 外,加速了向v3的还原过程,并阻止了在晶格中 ,v4的出现,以的状态被氟离子带rS 晶格成为绿色晶格.如果降低了氟化钠在组成中的 量,不仅会造成降低进入z~sio4晶格中着色离子的量, 在产物中也会有过剩的出现,将烧成的颜料如果 湿磨漂洗,过剩的v2o5将液体染成黄色被洗掉,而大 量的白色zo2,Si02和部分玻璃态物是很难被洗净. 如果配方组成中aF的含量低于5%,依然采用湿磨 加工原料和氧化焰烧成,必然会导致整窑废品.因为 在脱水过程中NaF的洗失造成在配料中残留量在2% 以下,反应产物只能是绿色锆石,而不是蓝色锆石,这 一 点在G-N比尔的研究…1中已得到证实.我们在生 产过程中也对其予以了验证..这种绿锆石是暗绿色, 得不到象在黄色与蓝色两种晶体同时存在时的鲜艳苹 果绿.所以采用将Zr02,Sio2细磨后,干法加工原料的 工艺,保障了配方组成中的各原料tool比,对获得高质 量的产品是合理的. 颜料的烧成,据上所述对锆钒蓝采用弱还原焰烧 成,锫硅钒黄采用氧化焰烧成,锆硅钒绿用还原焰烧 成,烧成温度为1050?.匣钵的装烧方法采用密封煅 烧,颜料成工艺的确定对锫基颜料的生产至关重要,气 氛的确定主要是保障在高温过程中钒离子以在晶 格中使晶体呈蓝色,在控制剂La2的作用下以氧化 气氛保障在晶格中不被还原,使晶体呈黄色,还原 气氛促使了将还原成v3使晶体呈绿色的 作用.气氛的控制有时就是决定一窑产品成败的关 Y 100 T% 蔓 * 慧 婪 500.0600.0700.0 渡长(m) 圈1光谱反射曲线 100 T% X 围2色度圈 键.控制不当其后果就会相当严重.在武汉颜料厂生 产钒锫蓝时,夜班工人一直采用氧化焰烧成在最高温 度已保温2小时,从窑中取出的色样依然呈暗绿色. 如果停窑必然是一窑废品.我们及时决定改为还原焰 烧成,在还原气氛下保温2小时,整窑产品由暗黄绿色 转变为鲜艳的锆钒蓝色,使产品由废品转化成正品. 匣体的装烧方法,很明显根据反应式应采用密封煅烧 比较合理,可避免因SiF4,F的挥发造成大量过剩 ,si02和白色Z~iO4,有时这些白色物在颜料中高 达15%左右,不仅降低颜料的着色能力,主要是使. Si04的合成效率不能达到最大值,而且这些白色料带 全国性建材科技期刊——《陶瓷)1998年第5期总第l撕期?41? 人釉中成为使釉面消光的主要因素之一.造成这一现 象的主要原因是因匣钵采用叠加装钵不密封造成的, 因为这一工艺过程忽略了硅酸锆合成是根据气相转移 机理进行的这一基本原理.实际在生产中采用干法制 备原料叠加堆放匣钵不密封烧成在工艺上也可行,是 以高着色剂与眦的加入量为依托的.各国研究者在 硅酸锆颜料研究中大都是采用密封煅烧工艺,因为它 可以防止气相缓慢扩散,使反应进行完全,以保障zr. s.4的合成率达到最大值.这一工艺 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 可使颜料的 合成率达到98%左右. 1.4颜料测试结果 锆—硅—钒系蓝,黄,绿色度数据 扫描速度:I20nm/I,频道:5.0D珊 由色度图可看到1号在蓝色区域,2号在黄色区 域.3号在绿色区域.黄色,绿色波长已接近颜色波长 范围的最大值,颜色由黄,绿色外观视觉感受有点浅, 尤其是黄色的最大反射率高,黄色调中微偏红. 2颜料在釉中的着色 锫硅钒蓝,错硅钒黄,锆硅钒绿在釉中的着色机理 和其他的锫基颜料一样,在以锆英砂作乳浊剂的锆釉 中呈色稳定.熔块中被熔解的话英砂在釉熔融温度范 围内重新以颗粒状从熔体中析晶,这种析晶作用是在 釉熔融过程中进行而不是在釉冷却过程中进行,这一 特性对锆基颜料的稳定呈色非常重要.大量由釉熔体 中重新析晶的z,o2或zis微小晶体离子包裹锆基 着色剂被染色,而又以极慢地速度侵蚀相对粗颗粒的 颜料降低颜料在釉中的熔解度.同时被熔解的着色 ZrSiO4晶体还可以从釉中的zr02或zrsio4得到补偿呈 稳定的鲜艳色调J.我国南方一些颜料厂将煅烧后的 锆基颜辩产品粗碎后就推向市场,其工艺的确定主要 是以上述机理为依据.如果颜料颗粒较小,在釉熔体 中熔解度增大反而会降低颜料在釉中的着色能力.为 了加大釉色色度,增大着色剂的粒度对锆釉来讲是合 理的.颜料在釉中的平均粒度为4,8微米时釉的着 色能力最强_]J. 3结论 1.钒离子在硅酸锫晶格中,可以用控制剂控制其 以态的存在,使晶体呈黄色,以护态的存在,使 晶体呈绿色;以v4态存在则使晶体呈蓝色. 2.硅酸锆基钒锫硅蓝,钒锆硅黄,钒锆硅绿也是 根据气相转移机理反应形成的,此点对颜料的生产工 艺控制起着重要作用. 3.颜料在釉中的颗粒度不宜太细,否则会增大在 釉熔体中的溶解度而降低着色能力. 4.控制剂在颜料晶体形成过程中的作用机理有 待进一步探讨. 参考文献 1A.C.贝斯特利科夫着.董来拱译.话—硅—钒和其它 陶瓷颜料的形成机理.前苏联玻璃与陶瓷,1965,(6):5—8. 2I~.at~nM.nppe-I,~ebardA.Er,fl~.Redeti~0fz~,mmd Wi’IIsilicaatdsmi~otm,ayzneon.J,Am.0珊廿s0..72[6]: 8一885(19B9). 3李金成,镣玲玲.锆基颜料在我国建筑卫生陶瓷行业 的应用研究与发展.陶瓷,199l(2). 4牛田圃康.工二靡厶乐颜料.七yx. 1982.17(6). (上接第43页)得到灰色的珠光效果;加人2%的 230616橙黄色料,可以得到金黄色的珠光效果;加2% 的270496包裹红色料,可以得到红色的珠光效果. 另外还可以加人220322钒蓝,23.336错黄,270弼2挑 红等. 4结束语 金属效果釉和珠光彩效果釉在国内的一些厂家中 已经得到了应用,并取得了较好的经济效益.这两种 装饰效果越来越得到众多建筑商和广大消费者的认 可,具有一定的发展前景. 培 帖拈 652 撇埘埘 O00 i螂蛐搿 00D 撕站 耵 弛 龉? ?帕 蓝黄绿 l23