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        用固相法制備摻鉻YAlO3紅色稀土色料

        2013-11-22 02:38:52朱文成喻佑華曾令可
        中國陶瓷工業(yè) 2013年6期
        關(guān)鍵詞:晶相色料硼酸

        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

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