Co^(2+)掺杂Zn_2SiO_4结晶釉生长机理的研究

以高岭土、石英、钠长石、石灰石、氧化锌等矿物为原料,Zn O为晶核剂,并掺杂Co2+控温烧结Zn2Si O4结晶釉。利用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,白度色差计测量釉料色度(L*、a*、b*),EDS能谱仪分析样品组成含量。采用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程对釉的结晶动力学进行分析,探讨釉中晶体的生长机理。结果表明:高温时Co2+置换了Zn2Si O4结晶釉中的Zn2+。随着保温时间的延长,掺杂了Co2+的Zn2Si O4晶体颗粒不断长大,在1140℃下保温170 min晶花达到最大,其晶花面积均值为410.91 mm2。模拟动力学分析,釉中晶体的Avrami指数n1100℃=0.82,n1140℃=1.23,n1180℃=1.12,表明晶体的形成由扩散机制向成核机制转变。拟合Arrhenius方程,晶体的活化能Ea=148.2 k J/mol。