王紀(jì)斌

（江蘇拜富科技有限公司 江蘇 宜興 214221）

鋯鐵紅顏料的制備及其應(yīng)用＊

王紀(jì)斌

（江蘇拜富科技有限公司 江蘇 宜興 214221）

研究了鋯鐵紅顏料的制備。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過對(duì)影響鋯鐵紅顏料呈色性能各因素的探討和分析，得出了制備鋯鐵紅顏料的最佳工藝參數(shù)。

鋯鐵紅顏料 影響因素 制備

前言

鋯基陶瓷顏料（鋯釩蘭、鋯鐠黃、鋯鐵紅），因其色澤純正，色調(diào)豐富，以及優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性與不溶性，在陶瓷生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。并且不同顏色的鋯基顏料能按任意比例互相混合，形成許多中間色調(diào)，豐富了產(chǎn)品的裝飾效果，所以鋯基顏料在陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

通過對(duì)鋯鐵紅顏料的制備以及影響鋯鐵紅呈色性能的各因素進(jìn)行分析探討，并得出了制備鋯鐵紅顏料的最佳工藝。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)用原料（見表1）

表1 原料名稱與規(guī)格

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備

立式快速磨（帶1L氧化鋁球磨罐及氧化鋁球），實(shí)驗(yàn)室用高溫電爐，施釉設(shè)備，色差儀，電子天平，標(biāo)準(zhǔn)篩，坩堝等。

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

1.3.1 著色劑與礦物各類的確定

1.3.1.1 因素及取值范圍

氟化物用量為2%～5%；氯化物用量為1.5%～3%；硝酸鹽用量為2%～4%。

表2 著色劑與礦化劑水平因素

1.3.1.2 顏料制備工藝流程

原料配料→球磨→煅燒→球磨→酸洗→水洗→烘干→過篩→成品。

1.3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

將100g釉料與6g顏料成品混合均勻，施于坯體上，釉燒溫度為1 150～1 160℃，先用L9（22×25）正交表安排實(shí)驗(yàn)方案，將釉燒后制備好的試片用色差儀分別測(cè)試其色度值（CIE：L＊a＊b＊）。取3次測(cè)試結(jié)果的平均值，根據(jù)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行評(píng)分（見表3）。

由表3可知：

1）影響鋯鐵紅顏料呈色的主要因素是氟化物種類、著色劑種類和氟化物加入量，次要因素是硝酸鹽種類、氯化物種類、氯化物和硝酸鹽加入量。

2）從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，LiF比NaF、NaSiF6利于鋯鐵紅顏料呈色；Fe2O3比FeSO4·7H2O利于呈色；氟化物加入量適當(dāng)多些也利于呈色。

表3 L9（22×25）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3）在優(yōu)先考慮呈色效果的前提下，綜合上述分析得到以下因素水平表（見表4）。

表4 最佳著色劑與礦化因素水平

1.3.2 著色劑與礦化劑加入量的確定

1.3.2.1 因素及取值

著色劑與礦化劑水平因素見表5。

表5 著色劑與礦化劑水平因素

1.3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

先用L8（27）正交表安排實(shí)驗(yàn)方案，評(píng)分結(jié)果根據(jù)色差儀測(cè)定的色度值（CIE：L＊a＊b＊）（見表6）。

表6 L8（27）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表6可知：

1）影響鋯鐵紅呈色的主要因素是Fe2O3和氟化物的加入量，以及ZrO2∶SiO2（摩爾比），次要因素是氯化物和硝酸鹽的加入量。

2）從計(jì)算結(jié)果可以看出：著色劑加入量過多呈色反而不佳，氟化物可以適當(dāng)增加，ZrO2∶SiO2（摩爾比）＝1.1∶1.0利于呈色。

3）考慮呈色，綜合上述分析可以得到以下因素水平（見表7）。

表7 最佳著色劑與礦化劑因素水平

1.3.3 色劑煅燒制度的確定

1.3.3.1 因素及取值

色劑煅燒溫度與保溫時(shí)間因素水平見表8。

表8 色劑煅燒溫度與保溫時(shí)間因素水平

1.3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

先用L4（22）安排實(shí)驗(yàn)方案，評(píng)分結(jié)果根據(jù)色差儀測(cè)色的色度值（CIE：L＊a＊b＊）（見表9）。

表9 L4（22）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表9可知：

1）從鋯鐵紅顏料呈色看，1 000℃時(shí)煅燒溫度較好，保溫時(shí)間5h比保溫時(shí)間2h的效果更好。

2）優(yōu)先考慮呈色，綜合以上分析可以得到最佳煅燒制度因素水平，見表10。

表10 最佳煅燒制度因素水平

2 結(jié)論

1）由于影響鋯鐵紅顏料呈色的因素很多，在實(shí)驗(yàn)中靈活應(yīng)用了正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，在較短的時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)次數(shù)內(nèi)了解清楚各因素的主次關(guān)系與相互作用關(guān)系，從而得到最優(yōu)的綜合效果。

2）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，影響鋯鐵紅顏料呈色的主要因素是著色劑種類與用量，氟化物種類與用量，鋯硅摩爾比，顏料煅燒溫度與保溫時(shí)間，氯化物種類與用量，硝酸鹽種類與用量影響次之。

1（日）素木洋一著.釉及色料.劉可棟，劉光躍譯.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1979

2 俞康泰.現(xiàn)代陶瓷色料與裝飾技術(shù)手冊(cè).武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1999

3 俞康泰.陶瓷色釉料與裝飾導(dǎo)論.武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1999

TQ173.6

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1002－2872（2011）09－0026－02

王紀(jì)斌（1963－），中專，助理工程師；主要從事陶瓷色釉料的研究與開發(fā)。E－mail：wang2806@163.com