深墨綠色料的研制

楊友明，崔微微

（江蘇省陶瓷研究所有限公司，江蘇 宜興 214221）

深墨綠色料的研制

楊友明，崔微微

（江蘇省陶瓷研究所有限公司，江蘇 宜興 214221）

通過調(diào)整CoO、ZnO、Cr2O3、Al2O3等組分的引入比例，添加適量的合成助劑SiO2與硼酸經(jīng)高溫固相合成，獲得該色料在基釉中呈穩(wěn)定的深墨綠色。且著色能力強(qiáng)，高溫穩(wěn)定性好，可廣泛應(yīng)用于中溫瓷產(chǎn)品的裝飾。

深墨綠；尖晶石色料；合成工藝條件

隨著人們對健康的日益關(guān)注，人們對吃的方面愈加重視，慢燉這一傳統(tǒng)烹調(diào)方法因更營養(yǎng)、更健康，得到廣泛家庭的采用。家用廚具慢燉煲市場銷量日增，其使用的內(nèi)膽用綠色健康環(huán)保的中溫瓷內(nèi)膽取代有金屬滲出的金屬內(nèi)膽。

中溫瓷質(zhì)慢燉煲內(nèi)膽的裝飾也進(jìn)一步豐富多彩，從最初單一的白色釉面發(fā)展到黑色、紅色、淡黃色及墨綠色。所采用的釉用色料有：黑色、紅色、藍(lán)色、深墨綠等色料。它對色料的基本要求是高溫呈色穩(wěn)定且化學(xué)穩(wěn)定性好，無對人體有害成分的溶出。

深墨綠色料是該產(chǎn)品使用的主導(dǎo)品種之一。與我們有合作關(guān)系的某中溫瓷質(zhì)內(nèi)膽生產(chǎn)廠家其使用的深墨綠色料主要由一家外資色料廠提供，價格明顯偏高。生產(chǎn)廠家希望我們開發(fā)出同類產(chǎn)品取代該色料，以降低其產(chǎn)品的生產(chǎn)成本?？蛻舻囊缶褪俏覀兊哪繕?biāo)，我們通過前期的一些測試、試驗，結(jié)合我們現(xiàn)有生產(chǎn)條件進(jìn)行了系列試驗。在某些工藝環(huán)節(jié)做了一些調(diào)整與改進(jìn)，最終開發(fā)出的深墨綠色料在該產(chǎn)品中的呈色及釉面裝飾效果與樣品一致，得到廠家認(rèn)可。現(xiàn)已大批量生產(chǎn)的該色料在釉中呈色均勻、質(zhì)量穩(wěn)定，各項性能指標(biāo)均符合廠方的使用要求，滿足了客戶的裝飾需求，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 實 驗

1.1 試驗用原料及化學(xué)成分見表1[1]

試驗中合成色料的CoO、Al2O3、Cr2O3、ZnO 、SiO2硼酸等均采用化工原料。

1.2 色料制備

工藝過程：配料→濕磨→烘干→煅燒→濕磨→烘干→成品

主要工藝參數(shù)：料∶球∶水=1∶1．5∶0．8；250目篩余0．2%；烘干溫度小于600℃；

燒成：按工藝要求制定三種合成制度(見表2)。

試驗中在A制度煅燒合成的色料，明顯反應(yīng)不充分、欠燒結(jié)、色淺；B制度合成的色料反應(yīng)充分呈色濃、深，釉中穩(wěn)定；C制度合成色料反應(yīng)不充分、欠燒結(jié)：呈色明顯偏暗、黑，達(dá)不到理想的呈色效果，認(rèn)為在1300℃溫度的合成的溫度制度有利于穩(wěn)定尖晶石晶體形成，獲得呈色理想的深墨綠色料。

1.3 基礎(chǔ)釉制備

基礎(chǔ)釉釉式：

主要工藝參數(shù)：色釉中色料添加量為8%；球磨∶料∶球∶水=1∶2∶0．8 ；250目篩余＜0．01%。

上釉：采用浸釉方式，上釉厚度1mm左右。坯體為廠家提供是中溫瓷質(zhì)內(nèi)膽煲生坯。

燒成：氧化氣氛下 1250℃保溫20min后打開爐門急冷。

1.4 研制的色料配方組成及呈色狀況

研制的色料采用B合成制度。色料配方組成、色料呈色狀況分別列于表3、表4。

將表3的四配方中的礦化劑硼酸去除，做平行對比試驗，獲得色料呈色明顯變淺，而且穩(wěn)定性較差，釉中黑點擴(kuò)散明顯放大。

2 結(jié)果分析與討論

從研制色料的組成可看出，該色料為典型的尖晶石系色料[2-4]。尖晶石的化學(xué)通式：AB2O4。從試驗系列色料的ZnO、CoO、Cr2O3、Al2O3的分子比看，AO與B2O3并非典型的1∶1，該系列色料為不完全尖晶石色料。其中的Al2O3與 Cr2O3富余，這一點是考慮到CoO價格較高，而Al2O3、Cr2O3則價格相對便宜得多。Al2O3、Cr2O3的富余不僅僅是色料色相的需要，從降低生產(chǎn)成本上這方面考慮，也更為有效。

試驗中觀察到CoO、Cr2O3的引入量是色料呈色濃度及色相的關(guān)鍵因素。在其它參數(shù)不變的前提下，CoO、Cr2O3引入量增加，色料呈色濃度增加。CoO與Cr2O3比例決定其墨綠色的藍(lán)色度與綠色度的變化，CoO/Cr2O3比值增加，色料的藍(lán)色程度提高；CoO/ Cr2O3比值減少，色料的綠色度增加。

Al2O3、ZnO決定色料穩(wěn)定性及色料呈色色相基調(diào)。在其它參數(shù)不變的前提下，ZnO減小，色料變暗，且藍(lán)色調(diào)減少，減少到一定數(shù)值，色料變得不穩(wěn)定，向黑綠方向發(fā)展。

Al2O3的量決定色料的基本色調(diào)，也是晶型的基本結(jié)構(gòu)成分。在一定范圍內(nèi)，Al2O3引入量的變化，僅僅對色料的色相濃度有影響。且影響的敏感性明顯小于ZnO對色料的影響，但Al2O3的引入量對色料在釉中的穩(wěn)定呈色有明顯影響，Al2O3含量低的色料在釉中的穩(wěn)定性明顯降低。Al2O3含量低的色料在該產(chǎn)品中易于在釉面形成大的黑點。而Al2O3含量高的色料，這一狀況明顯較好。分析認(rèn)為在合成色料過程中，形成CoO、ZnO、Al2O3、Cr2O3系的尖晶石。Al2O3引入量富余，可使CoO得到充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定的尖晶石。減少了CoO與反應(yīng)富余的Cr2O3及基釉中不可避免的少量Fe的雜質(zhì)的反應(yīng)，形成黑點，不利于釉面質(zhì)量提高。

表2 按工藝要求制定三種合成制Tab.2 The three synthesizing schemes designed according to the technical requirements

表3 研制的色料組成（重量百分比）Tab.3 The composition of the prepared pigments

表4 研制的色料性狀及在釉中呈色狀況Tab.4 The performance and coloration of the prepared ceramic pigments

呈色助劑對色料的影響，在色料合成過程中，為調(diào)整色相，達(dá)到目標(biāo)效果，試驗中試圖通過添加少量SiO2進(jìn)行合成，試驗中色料色相達(dá)到了要求[5]。但色料穩(wěn)定性明顯降低，色料在釉中呈色與樣品相似，但釉中有大量小黑點，且隨釉燒溫度增加，黑點變?yōu)榇笃暮趬K。而添加少量硼類化合物參與合成反應(yīng)則該現(xiàn)象明顯減少。色料合成中通過添加適量硼類化合物，可明顯降低合成溫度。色料的呈色濃度增加，提高了CoO的利用效率，且色料在釉中穩(wěn)定性也有明顯提高。

3 結(jié)束語

通過對一系列配方進(jìn)行優(yōu)化試驗，獲得的試驗料4-5-8色料在耐熱煲內(nèi)膽釉面裝飾中呈鮮艷的深墨綠色調(diào)，釉面光澤較好，呈色均勻，達(dá)到了理想的裝飾效果，滿足了客戶要求。研制的色料已大批量生產(chǎn)，銷售十余噸，客戶使用后反應(yīng)較好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，降低了內(nèi)膽的生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的競爭力，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。下一步我們將在提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本上進(jìn)一步努力，以期達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)、社會效益。

[1] 徐建華，邱永斌等．陶瓷花釉與裝飾技術(shù)[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社，2011：12．

[2] 素木洋一著．劉光躍澤．釉及色料[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1979：677-682．

[3] 南京化工學(xué)院．陶瓷工藝[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1988：157-161．

[4] WD金格瑞等著．清華大學(xué)無機(jī)非金屬材料教研組．陶瓷導(dǎo)論[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992：289-345．

[5] 俞康泰．現(xiàn)代陶瓷色釉料與裝飾技術(shù)手冊．武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1999：42-44．

Fabrication of Dark Green Pigment

YANG Youming, CUI Weiwei
(Jiangsu Province Ceramics Research Institute Co., Ltd., Yixing, Jiangsu 214221)

Dark green pigment was prepared by solid state synthesis, using the batch mixed with the properly adjusted proportions of CoO, ZnO, Cr2O3and Al2O3, and doped with SiO2and boric acid as reaction aids. The pigment with strong coloration and high thermal stability exhibits stable dark green color in base glaze. It has a wide use for decorating medium temperature ceramic products.

dark green; spinel pigment; synthesizing conditons

TQ174.4+3

A

：1006-2874(2014)01-0021-03

2013-12-25 Received date: 2013-12-25

楊友明，高級工程師Correspondent author: YANG Youming, Senior Engineer E-mail: YYming66@qq.com