陶瓷喷墨打印墨水用镨黄颜料的研究

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1、陶瓷喷墨打印墨水用镨黄颜料的研究第一章绪论1.1引言陶瓷作为人类第一次利用天然矿物创造出来的材料，其历史可以追溯到14000年以前的石器时代，演化发展至今，以陶瓷原料制造的各类物品已充斥在我们生活的每一个角落，其种类和功能各不相同，无可取代。对美的追求是人类的天性，在利用陶瓷制品功能的同时，也对制品的外观有了更高的要求，因而陶瓷的装饰工艺与装饰材料也随着人类历史发展至今。特别对于以外观效果为主要功能的陶瓷工艺品和建筑装饰用瓷砖，装饰工艺与装饰材料是其生产技术的关键核心。颜料和釉料是两种主要的陶瓷装饰材料，最早的陶瓷装饰颜料出现在新

2、石器时代的中晚期，当时人类利用泥土中的天然着色成分烧制成颜色各异的陶器，包括灰陶、黑陶、白陶、彩陶等。最早的釉料出现在公元前4200年的中国，是伴随着瓷器的出现而诞生的，最初的釉料为青釉，之后又发展出了白釉、黑釉、透明釉和彩釉，光亮圆润的玻璃釉层使瓷器更加具有艺术性和观赏性。对于陶瓷颜料和釉料的系统研究起始于200年前的欧洲，发展至今已人工合成了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等近百种色彩丰富陶瓷颜料，以及高温、低温、透明、亚光、乳浊、晶花、裂纹等多种功能的釉料。陶瓷装饰工艺主要在于陶瓷制品表面图案和质感的实现手段，在古代，陶瓷表面的图

3、案是通过手工绘画上去的，釉浆也需要人工通过噴釉、刷釉、浸釉等手段施于制品表面。工业革命后，机器设备逐渐取代人力，陶瓷行业也由手工劳动向机械生产改变，工艺品陶瓷由于器形复杂，虽然发展出了贴花、机械施釉等装饰工艺，但仍需要大量工人操作，而对于形状四方、表面平整的瓷砖来说，机械设备具有更广阔的应用空间，各种装饰工艺层出不穷，并随技术的进步而不断更新。例如，抛光砖装饰工艺就先后出现了渗花、正打微粉布料、反打微粉布料、反打微粉多次布料等五代装饰技术，釉面砖装饰工艺也经历了丝网印花、胶辊印花、喷墨打印、激光打印五次革新。尤其是起源于纸质喷墨打

4、印的陶瓷喷墨打印技术，充分结合了计算机图像处理技术与自动控制技术，无论在砖面图案清晰度和真实度上，都是丝网印花、胶辊印花工艺无法媲美的，是瓷砖装饰工艺的又一次革命，目前已被广泛应用于国内外各大陶瓷企业。.......1.2陶瓷喷墨打印装饰喷墨打印技术作为一种平面装饰手段，被广泛应用在办公文件打印、户外广告喷绘、数码照片冲印、纺织品印花及陶瓷表面装饰等各领域。陶瓷喷墨打印是指通过计算机控制的陶瓷喷墨打印机将各色陶瓷墨水喷涂在陶瓷坯体表面形成设计图案的一种装饰技术，主要用于釉面砖表面装饰。与传统丝网印花、胶辊印花装饰工艺相比，陶瓷喷墨

5、打印具有极高的图案清晰度和仿真度，能够灵活改换调整瓷砖装饰样式，还可应用在非平面陶瓷坯体的装饰上，可谓优势巨大[1]。陶瓷喷墨打印机以电子版的图片作为打印样图，并通过控制与操作系统将电子图片在瓷砖表面以墨水形式喷打出来，使用的墨水一般包括红、黄、蓝、棕、黑五种颜色，色彩还原效果可达原图的70%以上。具体工艺流程图如1-1所示，在喷墨打印时，一般会先在砖面上刮一层特殊的白色底釉以提高墨水呈色，之后再将不同颜色的墨水喷打在白色底釉上，每一滴墨水代表一个像素，并且与图样数据相对应，有时为增强表面的明度和光泽，还会在墨水图像上再铺一层透明

6、釉[2]。陶瓷喷墨打印机属于图像的输出设备，其在瓷砖上的打印效果与输入数据直接相关，因而一张设计合理、清晰度高的样图是确保喷墨打印质量的前提。由于陶瓷墨水的呈色能力有限，不同颜色墨水间的着色能力也有差别，直接使用原始电子版照片或图案进行打印往往达不到原本的色彩效果，这就需要工艺人员使用绘图软件调整样图的色彩参数，以使图样效果尽可能的在瓷砖表面被还原出来。此外，陶瓷喷墨打印机只能依照输入数据把墨水喷涂在砖坯表面形成预设图案，无法控制瓷砖煅烧后颜料的呈色情况，这也需要工艺人员根据经验把将原图颜色与煅烧颜色相校正，以减小瓷砖与样图的色彩

7、偏差。........第二章矿化剂对镨黄合成的影响2.1实验部分相比与传统的固相反应法，液相法在控制粉体粒径，降低反应温度上有明显优势，主要包括水热法，溶胶凝胶法和沉淀法。其中，沉淀法因其反应物混合均匀，合成粉体颗粒小，工艺简单，而被广泛应用于无机粉体的大规模生产。由于镨黄颜料合成过程中包含离子掺杂过程，在配方和工艺上对液相沉淀法的要求更加苛刻和复杂，其中矿化剂的选择是一个关键因素。矿化剂是镨黄合成过程中必不可少的部分，优良的矿化剂选择在促进硅酸锆合成的同时，还能大幅提高镨离子离子在硅酸锆晶体中的固溶量[76]。本部分实验从矿化剂

8、的角度，探索控制镨黄粒径与提高镨离子固溶量的方法。本实验从矿化剂角度探索控制镨黄合成过程中硅酸锆生长与镨离子掺杂的方法，实验选用了LiF、KF、CaF2、NH4F四种矿化剂，焙烧温度选择950℃，通过单因素实验寻找镨黄合成中焙烧阶段的自然规律。为控