新型纳米金属光泽釉的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要金属光泽釉是陶瓷制品的釉面产生色调和光泽等外观类似某种金属的陶瓷光泽釉。它是近年发展起来的一种新型陶瓷艺术釉，它不仅具有金碧辉煌的金属光泽效果，而且具有陶瓷釉本身造价低、釉面硬度高、耐磨性好、耐气候性好、耐腐蚀的特点。本文通过湿化学方法首先合成金属光泽剂CuMn204粉体，添加到基础釉中，制备纳米金属光泽釉。通过TG．DTA、XRD、FE．SEM、EPMA现代测试技术研究了Cl,lMn204的合成工艺及金属光泽釉的制各工艺，探讨了金属光泽釉的呈色机理。以CuS04"5H20、MnS04·

2、H20为原料，采用共沉淀法合成CuMll204粉体的最佳工艺参数为：pH拿10，反应温度为45℃，反应物浓度O．19／mL，热处理温度850℃，样品主晶相为正CuMn204，属立方晶系，平均晶粒尺寸约120rim。研究表明，热处理温度的高低直接影响产物的结晶状况，随热处理温度的升高，CuMn204粉体的平均结晶度呈现先增大后减小的趋势，热处理温度为800℃时平均结晶度最大，为89．15％，晶粒尺寸约100nm。热处理温度850℃时平均结晶度为83．33％，晶粒尺寸约120nm。热处理温度为900℃时，平均结晶度为8

3、3．33％，晶粒发生团聚，颗粒较大，平均晶粒尺寸约400nm。以Cu(N03)2·3H20、Mn(N03)2为原料，采用溶胶．凝胶方法合成CuMn204粉体的最佳热处理温度为850℃，络合剂为柠檬酸。对共沉淀法和溶胶．凝胶法合成C龇204粉体工艺比较表明，共沉淀法工艺相对比较简单，制备周期也比较短(时间为8h左右)，但是所制各的粉体粒径分布较宽，约100--400nm；溶胶．凝胶方法目标产物粒径相对较小，约80～200nm，但是凝胶干燥困难，制备周期很长(时间为30h左右)，而且凝胶很容易粘在器壁上难于取出，给后续

4、的处理带来很多不便，亦不易实现工业化生产。添加CuM．n204的W系列配方和Z系列配方结构及性能分析表明，CuMil204添加量小于5％时可得到绿色或蓝色金属光泽釉，CuMn204添加量为5～10％时可得到金黄色金属光泽釉。W系列和Z系列之所以呈现金属光泽是由于釉层表面析出大量等轴晶系的尖晶石类结晶相。尖晶石晶体呈三角形状，沿C轴方向平行于釉层生长，尖晶石晶体在釉层表面形成富集，且整齐而规则地定向排列，从武汉理工大学硕士学位论文而造成尖晶石在釉层表面的有序分布，对光线产生较强镜面反射而呈现金属光泽。EPMA结果分析

5、表明CuMn204尖晶石在釉层形成及定向排列过程为：在高温下釉玻璃体发生分相，Ca、Mn、Cu在一定区域内富集，在Ca、Cu的迁移作用下带动Mn迁移，使Ca、Cu得到进一步的富集，而Mn变化不大，Ca和Cu富集到一定程度后为CuMn204生长提供环境，最终随着Ca、Cu量的减少CuMn204尖晶石逐渐生成并完成定向排列于釉层表面。在C1mn204生长整个过程中Ca起到传递能量的作用。添加金属氧化物E系列配方和G系列配方金属光泽釉的研制结果表明：CuO在碱金属釉中呈蓝色，在铅含量多的釉中则显灰绿色或黄绿色；Mn02在

6、铅釉中可呈蓝紫色和褐色；铅釉中加入2--,3％的Fe203，可呈现金黄色光泽；v205有减小表面张力的作用，在釉中加入2％的V205时可呈浅黄色；Ti02亦能使釉面显示金黄色，且能使色度变化较为明显，外加量为2％最佳。添加金属氧化物金属光泽釉之所以产生金属光泽，主要是由于Cu、Mn、V、Ti等金属氧化物在釉层达到饱和析出，使釉分相而呈现金属光泽。关键词：CuMn204；金属光泽釉；溶胶．凝胶技术；共沉淀法；呈色机理；呈色剂；微观结构Ⅱ武汉理工大学硕士学位论文AbstractWhenthehueand1ustreof

7、aceramicglazeseem1ikethecolourofmetal，asonekindofceramiclusterglaze，itwascalledmetalliclusterglaze．Asarecentdevelopednewceramicartglaze，ithasnotonlygraciousappearanceasmetal，butalsolowcostandhi曲hardness，hi曲abrasionresistance，excellentabilityoferosionresistance

8、，andhi曲weathering．Inthispaper,CuMn204powderWassynthesizedbywetchemicalmethod，andthenaddedintothebasicglazestogetnano—sizemetalliclusterglaze．TG—DTA，XRD，FE—SEMandEPMAwereemployedtoc