Ca2+掺杂对γ-Ce2S3红色色料的结构及性能的影响

以CeO2为铈源, CaCO3为离子掺杂源, CS2为硫源,采用气-固相反应法,在硫化制度900℃硫化150 min时制得Ca2+离子掺杂的γ-Ce2S3红色色料。系统研究了不同的Ca, Ce摩尔比(nCa/nCe=0~0.5)对γ-Ce2S3的物相组成、晶体结构、呈色性能及温度稳定性的影响。研究结果表明:当未掺入Ca2+时,所得样品为纯α相,当nCa/nCe=0.1时,为α相与γ相共存;而当nCa/nCe=0.2~0.5时,α相已完全转变为γ相,并产生少量的CaS,且随着掺杂量的增大,γ-Ce2S3的晶胞参数逐渐减小,产生的CaS含量则略有增加,说明部分Ca2+成功进入晶格并形成固溶体,另有少量Ca2+则与S2-结合形成CaS;随着nCa/nCe增加,所合成样品的色调逐渐由暗红色向红色再向橙红色转变,且当nCa/nCe=0.4时,样品的红度值a*达到最高(L*=31.75,a*=24.50,b*=16.01)。将该组分色料在空气气氛中490℃保温10 min后仍以γ相稳定存在,表明通过Ca2+离子的掺杂,填补γ-Ce2S3晶格空位并形成固溶体,有利于稳定其晶格,从而使γ-Ce2S3的温度稳定性由350℃提升至490℃。