粒度大小对色料发色的影响

本科生毕业设计（论文）粒度大小对色料发色的影响学院：理学院专业：化学（应用化学）学号：2011294112学生姓名：杨雄威指导教师：吴艳平教授二〇一五年五月I摘要色料的发色与诸多因素有关，其中色料粒度的大小与色料的发色有着较大的影响，大部分色料在粒度越小时，对其发色越好。本文运用平行对比实验对色料在不同粒度时，观察色料的发色情况，其中选取了三种不同色料，分别是Cr-Fe-Zn釉用黄棕色料、Zr-Co-Ni-Si釉用灰色色料、Cr-Fe-Ni-Co釉用钴黑色料。同时也研究色料在透明釉和乳白釉两种不同基础釉中粒度的变化看其色料的发色情况。结果表明不同的色料对粒度大小的要求不同，在两种不同的基础釉中，色料的发色深浅有差异。三种色料都是在色料粒度越小时，对其发色越好，其中灰色色料在透明釉中粒度越小时，对其发色越差。关键词：粒度，色料，基础釉，发色IIAbstractEffectofparticlesizeonthecolorYANGXiong-weiPigmentofthehaircolorandmanyotherfactors.Thepigmentparticlesizeandthesizeofthepigmentofhaircolorhasagreatinfluence,mostofthepigmentintheparticlesizeissmaller,thehaircolorisbetter.Inthispaper,theparallelexperimentofpigmentindifferentgranularity,observethepigmentofhaircolor,selectoneofthethreedifferentcolors,respectivelyisglazeCr-Fe-Znwithyellowbrownpigment,Zr-Co-Ni-Siglazewithgraypigment,Cr-Fe-Ni-Coglazecobaltblackmaterial.Atthesametimetostudythehaircolorofthepigmentpigmentchangesintwokindsofdifferentgranularitybasedtransparentglazeandglazeopaqueglaze.Theresultsshowthatdifferentcolorshavedifferentrequirementsofparticlesize,intwodifferentbasicglaze,pigmentofhaircolordepthdifference.Threekindsofpigmentsareinthepigmentparticlesizeissmaller,thehaircolorisbetter,thegraypigmentinthetransparentglazeparticlesizeissmaller,thehaircolorisworse.Keywords：Thesize；color；basicglaze；haircolorIII目录1引言......................................................................11.1陶瓷色料的呈色机理.......................................................11.2陶瓷颜料结构形貌与颜色性能...............................................21.3透明釉与乳白釉...........................................................22实验方法...................................................................32.1实验仪器.................................................................32.2实验药品.................................................................32.3样品的制备...............................................................32.3.1色料的制备.............................................................32.3.2釉浆的制备.............................................................42.3.3样砖的制备.............................................................52.4样品的测量...............................................................52.4.1样砖的发色测量.........................................................52.4.2色料的粒度侧量.........................................................53结果与讨论.................................................................53.1样品的粒度与其色度值.....................................................53.2色料粒度大小与不同色料色度的关系.........................................74结论与存在的问题..........................................................114.1结论....................................................................114.2存在的问题..............................................................12参考文献：..................................................................12致谢.......................................................................141粒度大小对色料发色的影响姓名：杨雄威学号：2011294112班级：化学1班1引言色料在釉中发色的影响因素有不少,除了基本的色料配方、所用原材料的化学组成、矿化剂类型、煅烧温度等一些因素外,色料后期加工的粒度分布也是其中一个重要的方面。在现实社会中，有材料、能源、医药、冶金、化工、电子、机械、建筑及环保等诸多领域都与材料的粒度分析[1]相关。因此粒度的大小对色料的发色的影响值得我们进一步探讨。陶瓷釉用色料是以颗粒状态分散在釉中，靠其对光线的选择性吸收及反射而发色的一种无机物质。色料的最终发色受其本身的功能、所用基础釉的成分及工艺过程的影响，里面有产品粒度的影响被广泛关注，本实验选用几种常见的色料采用平行对比实验方法对不同粒度的发色情况进行探讨。1.1陶瓷色料的呈色机理陶瓷色料除少许是金属外（如金水中的金），其它均为离子晶体。我们可从以下两个地方来剖析陶瓷色料的呈色机理[2]。（1）呈色离子单独存在时的呈色：呈色离子通常是过渡金属离子和稀土金属离子，呈色原因是因为过渡金属离子都具有4s1-23dx型电子结构，稀土金属离子具有6s1-25d1-4fx型电子结构，它们最外层的s层和次外层的d层，还是从最外层向内算的第三层的f层上均未充满电子。这些未成对电子不稳定，便于在各层的次亚层间发生跃迁。跃迁就是这些未成对电子受可见光光能的激发，从能低（E1）轨道跃迁到能高（E2）轨道，即从基态激发到激发态所致。因此只要基态与激发态之间的能差（即ΔE=E2-E1=hυ）处于可见光能范围时，对应波长的单色光即被吸收而呈未被吸收的光的颜色，从而使该离子呈色。例，Co3+(3d3)，它吸收除绿光以之外的色光，强反射绿光而呈现绿色；V4+（3d1）反射蓝光而呈蓝色；V3+（3d2）显绿色；Ti3+（3d1）显蓝紫色；Fe2+(3d6)显绿色；Fe3+(3d5)显黄色；Cu2+(3d9)为蓝色。（2）离子晶体（色料）的发色；以离子晶体（色料）中的着色离子，其呈色不仅仅在于上述离子的种类与电价，而且还与着色离子中的配位数、极化能力以及其周围离子对它的作用息息相关。相同的道理，有时某些离子是无色的，结成某种离子的化合物，又有可能会2使之变成有色的化合物。故此，在上面所讲离子的光谱项色调说不定就是含有该离子色料的色调，从而可见，着色离子在离子晶体（色料）中的呈色情况极其复杂。一般可出现以下的情况：①无色离子构成的有色化合物：例如，V5+（3d0）为无色，但V2O5却为黄橙色；Cu+(3d10)为无色，但Cu2O却为红色。②离子价高或离子半径小的离子，其荷电多，故对同一阴离子而言，互相极化力也强，从而吸收较小能量的长波，呈现短波长的光色。例，Ti4+O2、V5+O5、Cr6O3与Mn2O7，同一阴离子，颜色分别为白色、橙色、暗紫红色与紫红色。③同一阳离子，也会因阴离子种类不同而使化合物发色不同。如AgCl无色，而AgI却为黄色。④稀土金属离子发生跃迁的电子在4f层上，而过渡金属离子发生跃迁的电子在3d层上，从而，稀土金属离子的跃迁电子不易受邻近离子的影响，发色较稳，色调较平和，但是却缺少光亮；过渡金属离子的跃迁离子易受邻近离子的影响，呈色稳定性相对来说较差。⑤某些填隙式固溶体，其着色离子呈现该离子单独存在时的色调。例，钒锆蓝，它是V4+离子（蓝色）固溶在ZrSiO4晶格中的色料（蓝色）。某些分散载体结构型色料，如钒锆黄，它是V2O5（V5+-O-V5+的聚钒酸盐为黄色和褐色）悬浮在ZrO2晶体上的色料（黄色）；又比如钒锡黄，它是V2O5（黄色）悬浮在SnO2晶上的色料。它们都是色料的色调与内部的着色氧化物的色调似的例子。1.2陶瓷颜料结构形貌与颜色性能[3]颜料的应用不仅取决于颜料的组成,也与颜料的晶体结构,颜料微观形貌颗粒大小息息相关，大小处在纳米级的颜料粉体.具有纳米粉体所专有的体积效应量子尺寸效应表面效应和宏观量子隧道效应,因此颜料颗粒达到纳米级后有更理想的显色和鲜艳度另外,纳米介孔构粉体材料由于具有大的比表面和大量结构缺陷,往往会有特别的颜色效果.因此,陶瓷颜料的颗粒微观形貌与颜色性能研究必将进一步提高其性能指标并大大拓展陶瓷颜料的采用范围。当前,设计和可控构筑具有一定微观形貌结构的纳米粉体原料已经成为纳米材料与技术领域的一个研究热点,其间研究比较多的是ZnO[4-6]、TiO2[7]、SnO[8-10]、CeO2[11]、Al2O3[12]等氧化物及其掺杂固溶体,其目的大多为拓展这些材料的光电性能及其应用领域也是值得注意的是这些氧化物及其掺杂固溶体中的很大一部分就是陶瓷颜料的主要部分,而其有丰富多彩的微观形貌结构也势必影响陶瓷颜料的颜色性能。但目前国内外关于氧化物微观形貌结构与陶瓷颜料的颜色性能关系研究的报道相对来说比较少。
1.3透明釉与乳白釉[13]透明釉:(ClearGlazes,TransparentGlazes)透明釉可以由两种原材料(如长石及石灰石),三种原材料(长石,石灰石及球土),以及四种原材料(长石,石英,石灰石及高土)合成.至於其它原3料也可以用来调配透明釉都是无须怀疑