陶瓷颜料

影响色 剂呈色 因素
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柘榴石型颜料
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陶瓷颜 料发色 机理
• 柘榴石型颜料通式为3RO· R2O3· 3SiO2。 • 其中R2+为Mg2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+、Co2+、 Ni2+、Cu2+，R3+为Cr3+、Al3+。天然的锰铝柘 A12O3· 3SiO2)呈淡玫瑰色。人工 榴石(3MnO· 合成的著名的维多利亚绿是钙铬柘榴色 (3CaO· Cr2O3· 3SiO2)。 • 这种颜料呈色极稳定且鲜艳纯正，适用范围 也很广。
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着色离子发色与离子基态光谱项的关系
• 光谱项是用来反映离子中各电子相互作用而 影响能级的参数。它是用轨道的总角量子数 (L)，自旋总角量子(S)以及上与5的偶合总角 量子数(J)三个量子数来表示。 • 例如Cr3+离子，它轨道的总角量子数上为3(用 “F”来表示)，自旋总角量子数J为3／2，面 偶合总角量子数J＝L-S＝3／2；其光谱项为 4 F3／2。所有着色离子的光谱项可通过计算得 到，也可通过查表。
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煅烧物的粉碎与洗涤
• 煅烧后的色剂烧块破碎后须经稀盐酸或稀硝 酸酸洗，酸洗后用温水进行反复洗涤，以除 尽所有的可溶性物质。若残留有可溶性盐类 会使呈色出现深浅不匀的现象，严重者会导 致色脏的缺陷。洗涤后的颜料烘干即可使用。 • 除上述固相法制备陶瓷颜料外，常见的还有 液相法和水热法。液相法是将可溶性盐溶于 溶液中，经过充分搅拌、反应、沉淀、分离、 干燥、煅烧等过程，从而获得色调均匀、着 色力强的陶瓷颜料。
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固熔体单一氧化物类型颜料
• 形成这类颜料的条件是这两种氧化物必须能 够形成稳定的固熔体。而形成固熔体的条件 并不像形成连续置换型固熔体那样严格。 • 属于这一类型的陶瓷颜料有刚玉型的锰桃红、 刚玉型铬铝红、金红石型铬锡紫丁香紫与铬 钛黄等。 • 固熔体单一氧化物型颜料一般情况下是耐高 温的，但对气氛与熔体侵蚀的稳定性则各不 相同，差异很大。
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过渡金属和稀土金属化合物发色机理
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• 只要基态与激发态之间的能量差(△E=E2E1=hγ)处于可见光波能量范围内时，相应波 长的单色光即被吸收而呈现补色颜色。 • 例如：Co3+(3d3)吸收绿光以外的色光，强烈 反射绿光故显绿色；V4+(3d1))反射蓝光显蓝 色；V3+(3d2)显绿色；Ti3+(3d1)显蓝紫色； Fe2+(3d6)显绿色；Fe3+(3d5)为黄色； Cu2+(3d9)为蓝色等等。
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原料的加工处理、配料、混合
• 原料在使用前需经过粉碎。粉碎设备中与原 料接触的部件不宜用铁质材料，以免铁粉掺 入。此外，也要防止各原料之间的相互污染， 放置时不能落入灰尘，以免影响颜料的色泽、 发色均匀性及鲜艳性。 • 粉磨设备常为高铝瓷衬球磨机与高铝瓷质研 磨体粉碎，因而粉碎与混合可以同时进行， 混合分湿法或干法两种工艺操作，均以粉料 进行。
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陶瓷装饰方法
①雕塑——刻花、剔花、堆花、镂空、浮雕、 塑造； ②色坯与化妆土； ③色釉——单色釉、复色釉、变色釉，窑变花 釉； ④晶化釉——结晶釉、砂金釉、液—液分相晶 化釉； ⑤釉上彩——古彩、粉彩、新彩、广彩、印彩、 刷彩、喷彩、贴花；
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固熔体单一氧化物类型颜料
• 着色氧化物或其相应盐类常可以与另一种耐 高温的氧化物化合(固熔)而形成稳定的固熔体。 这种固熔体虽由两种氧化物合成，但用X射线 鉴定时，只表现为一种氧化物晶格，故命名 为固熔体单一氧化物类型颜料。 • MnO2用作棕色釉下颜料时，发色很弱，高温 时又不稳定。但当它与氧化铝固熔时，则成 为在还原气氛下1300℃使用的粉红釉下颜料 (锰红)。用X射线鉴定时，它只表现为。αA12O3(刚玉)晶格。
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煅烧物的粉碎与洗涤
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• 液相法与固相法比较的最大特点是，合成温 度低，色调均匀，着色力强。究其原因是液 相混合为均相混合，且原始颗粒小，比表面 积大，即表面能高，化学反应充分所致。
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•
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陶瓷颜 料发色 机理
颜料的制备工艺流程主要有下面几个主要步 骤： • 配料→混合→煅烧→粉碎→洗涤→烘干 →粉碎→过筛 1. 原料的加工处理、配料、混合； 2. 颜料合成； 3. 煅烧物的粉碎与洗涤。
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简单化合物类型颜料
• 这一类颜料系指过渡元素的着色氧化物，氯 化物、碳酸盐、硝酸盐以及氢氧化物。此外， 一些铬酸盐(如铬酸铅红)、铀酸盐(如铀酸钠 红)、锑酸盐(如拿波尔黄)、硫化物、硒化物 等也归属这一类。 • 简单化合物颜料，在烧成时，除了少数外， 一般是不耐高温的，抵抗还原气氛与耐釉的 酸碱侵蚀能力也弱。如拿波尔黄颜料，在 1180℃以上时，锑挥发而引起发色力降低或 完全退色，它在碱性釉中呈良好的黄色，而 在酸性硼釉中则呈乳白色。
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着色离子发色与离子基态光谱项的关系
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陶瓷颜 料发色 机理
• 光谱项为“S”的离子有的不发色，有的发色 很弱，如：Ti4+、Cu+、La3+、Lu3+、Mn2+、 Fe3+、Gd3+；凡光谱项为“S0”的离子都不发 色，如：Ti4+、Cu+、La3+与Lu3+；光谱项为 “D”的离子都发紫色或蓝色，如Ti3+、Mn3+、 Fe2+、Cu2+；
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榍石型颜料
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陶瓷颜 料发色 机理
• 榍石型颜料通式为CaO· TiO2· SiO2或 CaO· SnO2· SiO2。当发色氧化物与之固熔时即 形成榍石型颜料。例如榍石型铬锡红，它是 Cr2O3细粒分散在钙榍石母体中的颜料。 • 榍石型颜料发色取决于着色氧化物与榍石的 种类。
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尖晶石型颜料
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Hale Waihona Puke Baidu
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陶瓷颜 料发色 机理
• 这类颜料的化学通式为AB2O4或AO· B2O3。当 A与B不是1:2时，则为不完全尖晶石，如 CoO· 2.5A12O3。 • 当B为四价金属离子而A为二价离子时，构成 TiO2。 类(似)尖晶石，如2ZnO· • 同一类型的尖晶石或不同类型的尖晶石可以 形成固熔体而构成所谓复合尖晶石，如(Co， Zn)O· (Cr，A1)2O3。
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过渡金属和稀土金属化合物发色机理
• 过渡元素与稀土元素发色离子的发色原因， 是过渡元素离子都具有4s1~23dx型电子结构， 稀土元素离子具有6s1~25d1~84fx型电子结构。 它们最外层的s层和次外层的d层，甚至第三 层的f层上有未成对电子。这些未成对的电子 很不稳定，容易从各层的次亚层轨道间发生 跃迁。 • 跃迁就是这些未成对电子受可见光波的激发， 从能量低(E1)轨道跃迁到目量高(E2)轨道，即 从基态激发到激发态所致。
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原料的加工处理、配料、混合
• 陶瓷颜料所用的基本原料除一些传统颜料用 天然着色矿物原料外，大多为化工原料。 • 通常使用工业纯与化学纯来保证原料品质的 稳定。 • 陶瓷颜料用的原料一般分成色基、载色母体 与矿化剂。色基是颜料中能发色的原料，常 用的有着色氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫 酸盐、硝酸盐与氯化物。有时也用磷酸盐、 铬酸盐、重铬酸盐、钒酸盐等着色盐类。载 色母体通常是无色氧化物、盐类或固熔体。 矿化剂常为碱金属氧化物、碳酸盐、硝酸盐、 氢氧化物、硼酸、硼酸盐、氟化物、钼酸铵、 钼酸钠等。
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陶瓷装饰方法
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⑥釉下彩和釉中彩——贴花、印彩、彩绘； ⑦贵金属装饰——亮金、磨光金、腐蚀金； ⑧其它装饰方法——如光泽彩、碎纹釉、无光 釉、流动釉、斗彩、照相装潢。
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陶瓷颜料的分类
1．简单化合物类型颜料； 2．固熔体单一氧化物类型颜料； 3．尖晶石型颜料； 4．钙钛矿型颜料； 5．硅酸盐类型颜料。 (1)柘榴石型颜料； (2)榍石型颜料； (3)锆英石型颜料。
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颜料合成
• 混合料经干燥后在坩埚或匣钵中进行煅烧合 成。煅烧是制备颜料的重要工序，煅烧温度、 保温时间、烧成气氛随颜料种类与配方而定。 颜料煅烧温度一般在1400℃以下，为稳定呈 色，有时要进行2～3次复烧，但不宜烧成结 实硬块。 • 烧成气氛视颜料的品种而定，多数采用氧化 焰。此外，大多数颜料煅烧常在倒焰窑、推 板窑、梭式窑及电炉中煅烧合成。
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钙钛矿型颜料
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陶瓷颜 料发色 机理
• 这类颜料是指以钙钛矿CaO· TiO2或钙锡矿 CaO· SnO2为载色母体的颜料。例如Cr2O3与 钙锡矿固熔形成铬锡红颜料，用X—衍射鉴定 时，只表现为钙锡矿母体的衍射特征。 • 钙钛矿型颜料的发色取决于母体类型与着色 氧化物种类。
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着色离子发色与离子基态光谱项的关系
• 光谱项为“F”的过渡性元素离子都发绿或蓝 色，如V3+、Cr3+，Co2+，Ni2+，而“F”的稀 土元素离子却是无色的或发色很弱，这与过 渡性元素离子不同，如Ce3+、Eu3+、To3+、 Yb3+； • 光谱项为“H”的离子发黄色或绿色，如pr3+、 Sm3+、Dy3+、Tu3+； • 光谱项为“I”的离子发淡黄色或淡紫红色， 如Na3+，pm3+、Er3+、Ho3+。
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锆英石型颜料
• 它系着色氧化物与锆英石的固熔体。研究工 作指出，用钒与镨氧化物时，比较容易固熔， 而用铁氧化物时，固熔比较困难。 • 这些填隙着色离子是处于锆英石结构的[ZrO8] 立方体中。钒离子进人ZrSiO4晶格成为钒锆 蓝；镨离子进入其中形成镨黄；铬、铁离子 进入，分别形成硅酸锆绿、铁锆红等颜料。 但钒锆黄颜料的母体不是锆英石而是锆石 (ZrO2)，钒锆黄是分散载体型颜料。 • 据文献报道，还有以堇青石、硅锌矿、钡长 石、钙长石、透辉石等晶格为母体的颜料。
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尖晶石型颜料
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陶瓷颜 料发色 机理
• 通常尖晶石类型颜料具有耐高温，对气氛敏 感性小与化学稳定性好的特性。 • 属于尖晶石类型的颜料有：铬铝锌红 [ZnO· (Cr，A1)2O3]、锌钛黄(2ZnO· TiO2)、 (Cr，A1)2O3)等。 孔雀蓝[(Co，Zn)O·
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原料的加工处理、配料、混合
• 为保证配料混合分布均匀，通常要求色基原 料全部通过180目筛，载色母体与矿化剂原料 的细度控制在120～160目筛。 • 在配料中使用水溶性原料时，则宜用干球磨 混合，原料含水率要小于0.3％。湿混时可加 少量NaOH和Na2CO3来加速沉淀。 • 若配料组成中含有重铬酸钾或硼酸，则可先 使其溶于少量热水中，再将其余混均匀的原 料加入其中，拌匀烘干后研碎混合均匀。