稀土Tb^3+掺杂CoAl2O4钴蓝色料的晶体结构与光学性能的研究

本文采用溶胶凝胶法制备了一系列稀土Tb^3+掺杂的CoAl2O4钴蓝色料,并揭示了Tb^3+对CoAl2O4色料的晶体结构和光学性质的影响规律。采用TG-DSC、XRD、UV-vis和FT-IR等手段研究了Tb-CoAl2O4色料前驱物的热失重特性,并从微观上分析了Tb-CoAl2O4色料的晶体结构与光学特性之间的关系,初步探讨了Tb-CoAl2O4色料的呈色机理。结论表明:当Tb^3+/Co2+≤1.5%时,Tb-CoAl2O4色料主晶相为CoAl2O4尖晶石,四配位的Co2+为发色离子,色料呈现深蓝色;当Tb^3+/Co2+≥2%时,CoAl2O4晶相减少,黑色的Co3O4、Co O等逐渐增加,成为主晶相,所以Tb-CoAl2O4色料整体表现为黑色。

CoAl_2O_4蓝色的色料粒径对其色度的影响

目前,喷墨打印成为陶瓷装饰的主流技术。墨水的性能是影响喷墨打印效果的重要影响因素。为获得高稳定性的陶瓷墨水,需求粒径小、粒径分布窄的陶瓷色料。但是,超细的色料会改变其对光的吸收和反射,影响其在釉中的稳定性,进而影响其呈色。本论文采用燃烧法制备的超细CoAl_2O_4蓝色色料,通过粒度分布仪和CIE色度仪表征其粒径和色度。结果表明:砂磨机球磨10 h,可使粉体的平均粒径(d_(50))从6.40μm减小到0.33μm。相应地,CoAl_2O_4色料的色度值从L*=49.82,a*=0.05,b*=-50.90转变为L*=56.42,a*=-13.15,b*=-28.02。这说明随着粒径的减小,色料的明度增加,呈色鲜艳。但是b*值降低,色料的蓝色由深蓝转变为浅蓝。CoAl_2O_4色料在透明釉中也呈现相似的粒径-色度规律,但其影响较小。这规律有助于调控喷墨打印中蓝色的比例,以获得既定图案的颜色。

有机添加剂对水热合成CoAl_2O_4色料的影响

以CoCl2·6H2O和AlCl3为起始原料、NaOH为沉淀剂、7种有机物为添加剂,用水热法合成了CoAl2O4色料。主要研究了有机物的种类与加入量对合成产物物相组成、微观形貌、色度值的影响。结果表明,添加乙二醇和十二烷基苯磺酸钠不能得到纯相CoAl2O4;三乙醇胺和丙三醇能控制合成产物的形貌,并不受保温时间延长的影响,且呈色优于未添加者,其较好添加量为12%;加入三乙醇胺的样品呈色更好,能得到100 nm以下的球形颗粒,加入丙三醇则得到粒径为50～70 nm的类四边形或八面体形颗粒。

微乳液法制备CoAl_2O_4天蓝纳米陶瓷颜料

采用Span80-Tween60/正己醇/120#汽油体系,通过微乳液法制备了CoAl2O4天蓝纳米陶瓷颜料,通过XRD、TEM和颜色测定等对制备的纳米颜料进行了表征,重点研究了前驱液离子浓度对CoAl2O4纳米晶结构及颜色性能的影响。结果表明,随着前驱离子浓度增加,纳米晶的尺寸有所减小,团聚现象有所增加,颜料的色饱和度增加,主波长减小,明度出现极值。

微波水热合成纳米CoAl_2O_4色料的工艺研究

以Co Cl2·6H2O和Al Cl3为起始原料,Na OH为沉淀剂,用微波水热法合成了纳米Co Al2O4钴蓝色料。分别研究了填充度、p H值、n Co/n Al、起始原料浓度等对合成色料物相组成、颗粒大小与形貌和呈色的影响。用XRD、TEM和色度仪对样品进行了表征。结果表明：Co Cl2·6H2O和Al Cl3的浓度分别为0.15 mol/L和0.30 mol/L,在填充度为50%、p H值为13、n Co/n Al为1∶2的条件下,230℃微波水热反应3 h可制得呈色较好的尖晶石型钴蓝色料;其形态为八面体,晶型完整、发育良好,粒径多为70-80 nm左右。

柠檬酸螯合前驱体法制备CoAl_2O_4尖晶石型钴蓝色料

以Co(NO3).26H2O、Al(NO3).39H2O为前躯体,柠檬酸为螯合剂,乙二醇为溶剂,采用柠檬酸螯合前驱体法制备出CoAl2O4尖晶石型钴蓝色料。研究了不同热处理温度及钴铝比对色料呈色的影响,采用TG/DTA研究了螯合反应过程,采用色度仪、XRD、FT-IR等现代测试分析技术对样品进行了表征。结果表明,柠檬酸螯合前驱体法可在700℃制备出呈色良好的CoAl2O4尖晶石型钴蓝色料;前驱体经450℃热处理已经有尖晶石相生成,但其外观仍呈黑色;色料呈色随热处理温度的提高而随之加深;保温2h、钴铝比为1∶3制得的色料呈色效果最佳。

固相法合成钴铝蓝色颜料的研究

以工业纯氧化钴和氧化铝为原料,通过固相法合成CoAl2O4尖晶石型钴蓝颜料。采用色度分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、微型光谱仪等测试手段,研究煅烧温度、保温时间以及矿化剂等工艺参数对样品呈色、反射强度、晶相结构及CoAl2O4尖晶石晶粒大小和发育程度的影响。

尖晶石型CoAl_2O_4包覆云母钛珠光颜料的制备及其表征

以云母为基质,TiCl4为原料,采用强迫水解法制备了云母钛前驱体;再以Co(NO3)2.6H2O和Al(NO3)3.9H2O为原料,利用化学共沉淀法制备了尖晶石型CoAl2O4,并将其包覆在云母钛前驱体上,制备出蓝色云母钛珠光颜料.采用红外光谱和X射线衍射对产品进行了表征,并对产品进行了性能测定.蓝色云母钛珠光颜料表面包覆了金红石型TiO2和尖晶石型CoAl2O4,具有较好的珠光光泽并且性质稳定.

蓝色云母钛珠光颜料的制备及其影响因素

以云母为基质,TiCl4为原料,采用强迫水解法制备了云母钛前驱体;再以Co(NO3)2.6H2O和Al(NO3)3.9H2O为原料,利用化学共沉淀法制备了CoAl2O4,并将其包覆在云母钛前驱体上,制备出蓝色云母钛珠光颜料.系统地研究了不同反应条件,如反应物初始浓度、溶液pH值、反应时间、搅拌速率、焙烧温度对云母钛产品珠光效果的影响以及分散剂、无水乙醇洗涤、高温焙烧对蓝色云母钛珠光颜料的影响.

共沉淀法制备CoAl_2O_4陶瓷颜料及其呈色机理研究

采用共沉淀法制备CoAl_2O_4陶瓷颜料,并通过XRD、SEM和XPS表征陶瓷颜料的组成、形貌和元素价态,研究Co/Al比、溶液p H值和煅烧温度对CoAl_2O_4陶瓷颜料呈色的影响,并探讨其呈色机理。结果表明:所得CoAl_2O_4陶瓷颜料均具有典型的尖晶石结构,当Co/Al比为0.7∶2、溶液p H值为11、煅烧温度为1200℃时可以获得彩度较高的蓝色CoAl_2O_4陶瓷颜料。CoAl_2O_4陶瓷颜料的呈色变化主要与所得产物中Co元素的价态有关,当Co含量过高或者前驱体溶液的p H值较大时,产物中含有Co3O_4(Co4+),进入CoAl_2O_4后形成固溶体导致其晶格发生畸变,从而使得陶瓷颜料呈现绿色。

钴蓝色料的超低温合成及性能研究

为了响应国家节能减排的政策号召,解决钴蓝色料合成温度较高的问题,本文采用微乳液-水热-共沉淀法(MHC)在400℃成功合成钴蓝色料,并系统地研究了煅烧温度对钴蓝色料的性能的影响。实验结果表明:煅烧温度为300℃时,色料开始出现钴铝尖晶石相;煅烧温度为400℃时,即可合成纯的尖晶石相的钴蓝色料,色度值为L^*=22.26,a^*=-2.03,b*=7.29,呈墨绿色。在透明釉中加入6wt.%400℃合成的钴蓝色料得到的颜色釉的色度值为L^*=21.21,a^*=22.91,b^*=-41.27,呈深蓝色,展现出了较强的呈色能力。

海胆状钴蓝色料的形成机理及其悬浮性能研究

研究了超细海胆状钴蓝色料的形成机理及其悬浮稳定性。结果表明:在水热条件下,盐溶液在微乳液中的球形水核中完成沉淀反应,生成的纳米片状晶粒相互交织形成类球形颗粒。纳米片状晶粒在水热处理过程中不断收缩,最终形成海胆状前驱体。水热熟化提高了纳米片状晶粒间的结合力,因此水热时间大于5 h时,色料才仍保持海胆状结构。超细海胆状钴蓝色料具有较大的比表面积(54.36 m2/g),表现出优异的悬浮稳定性。

制备方法对钴蓝色料性能的影响研究

本文分别采用固相法(SP)、溶胶-凝胶法(SG)、沉淀法(P)、燃烧法(NP)、活性炭辅助燃烧法(PSA)、水热法(H)、微乳液-水热-沉淀法(MHC)合成钴蓝色料(CoAl2O4)。采用XRD、SEM、TEM和Uv-vis等测试手段对合成产物进行了表征,研究了不同方法所合成的钴蓝色料的微观结构及呈色性能。实验结果表明:采用PSA法得到的钴蓝色料具有最细的晶粒尺寸及最佳的呈色性能;采用MHC法得到的钴蓝色料具有最规则的形貌特征及最小的粒径分布。