朱文成 喻佑華 曾令可 王 慧

(1.華南理工大學(xué)材料學(xué)院，廣東廣州510640，2.景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，江西景德鎮(zhèn)333001）

0 前言

目前，耐高溫的紅色陶瓷色料主要以過渡金屬氧化物或復(fù)合金屬氧化物體系為主，如錫鉻紅錳紅，鋯鐵紅色料等，但是這些顏料的合成過程苛刻，顏色不易控制，同時(shí)還含有劇毒物質(zhì)鉛鎘等會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。摻鉻釔酸鋁是一種重要的稀土色料，其顏色鮮亮，合成簡便。同時(shí)這種色料耐高溫，不含鉛鎘等重金屬，綠色環(huán)保。本文主要對(duì)該顏料的合成條件的控制、原料的選擇、目標(biāo)產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。

1 實(shí)驗(yàn)

按照化學(xué)計(jì)量比，以1∶1的YAlO3∶Al2O3的摩爾比分別取6.78g和3.06g，加入氧化鉻0.47g，以硼酸∶碳酸鈣∶氟化鈉摩爾比為8∶3∶7分別加入0.86g、0.55g、0.40g，加入蒸餾水10g，濕磨1小時(shí)，再放入烘箱中以100℃烘制12小時(shí)左右，將得到的樣品放到坩堝中，在1150℃下煅燒1h得到粉體。

將實(shí)驗(yàn)得到的粉體依次進(jìn)行X射線衍射分析（丹東射線儀儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)Y-4型衍射儀）和電子掃描電鏡分析（北京中國科學(xué)院科學(xué)儀器廠生產(chǎn)的KYKY-1000B型掃描電鏡）。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 對(duì)粉體進(jìn)行XRD分析

對(duì)粉體進(jìn)行XRD測(cè)試，分析出粉體的主要存在的晶相。

圖1為在1150℃下燒制成的樣品的衍射圖譜。主要的晶相為YAlO3，除此之外，還生成了少量的AlBO3晶相，這主要是由于礦化劑中的硼酸加入過量所致；在圖中沒有發(fā)現(xiàn)有關(guān)鉻離子的晶相，主要是鉻離子進(jìn)入YAlO3的晶相中，改變了晶相的內(nèi)部勢(shì)能，使該晶體對(duì)外呈現(xiàn)紅色。

2.2 對(duì)YAlO3的粉體進(jìn)行SEM分析

用掃描電鏡觀察粉體的微觀結(jié)構(gòu)和形態(tài)。如圖2所示。

圖1 YAlO3粉體的XRD圖Fig.1 XRD pattern of YAlO3powder

圖2 YAlO3粉體的SEM圖Fig.2 SEmmicrograph of YAlO3

圖2(a)是放大1000倍的粉體的微觀形貌；（b）為粉體放大4000倍的微觀形貌?？梢钥闯?，粉體的堆積團(tuán)聚比較嚴(yán)重，顆粒的尺寸在10～30μm,這主要是由于實(shí)驗(yàn)采用的是固相法制備，原料的原始顆粒粒度較大所造成的；但可以看出單個(gè)顆粒的外形呈現(xiàn)出明顯的立方體型，這就符合YAlO3屬于鈣鈦礦的晶型特點(diǎn)。

3 結(jié)論

（1）采用固相法，按摩爾比Y2O3/Al2O3=1，加入硼酸、氧化鈣，氟化鈉作為礦化劑，在1150℃下煅燒1h可以制備出顏色鮮艷的紅色色料。

（2）通過XRD分析可知，色料的主要晶相為YAlO3。

（3）通過SEM觀察可知，色料的顆粒呈現(xiàn)出立方體型，與已知的YAlO3的鈣鈦礦型晶相相符。

（4）本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)較為簡單，實(shí)驗(yàn)過程較為簡便，原料制備工藝環(huán)保。

1 俞康泰.陶瓷色釉料研究開發(fā)的現(xiàn)狀及進(jìn)展.佛山陶瓷，2000（4）：1～4

2 李美霞.鈣鈦礦型紅色色料的制備及研究.河北理工大學(xué)，2005：1～40

3 俞康泰,江玲玲.鉻釔鋁紅色料的組成與結(jié)構(gòu)的研究.陶瓷學(xué)報(bào)，2004(1):1～5

4 孫蓓，高雅春.鉻釔鋁紅色料中礦化劑的研究.陶瓷學(xué)報(bào)，2006(1)：40～42