电熔氧化锆制备镨黄色料的研究

程诗忠　胡天喜　叶旦旺

摘 要：本文通过对经过提纯和颗粒形貌处理的特种电熔氧化锆的主要物理化学性质进行了分析，并与普通电熔氧化锆和化学锆进行对比。同时，在1120 ℃和1280 ℃温度下进行了镨黄色料的发色实验。结果表明：特种电熔氧化锆制备的镨黄色料发色效果和耐温性明显好于普通电熔氧化锆，可以替代化学锆在高温镨黄色料中的应用。

关键词：特种电熔锆；普通电熔锆；化学锆；镨黄色料；发色

1 前言

在陶瓷色料中锆基色料具有呈色稳定性好、呈色力强、混溶性好、色泽纯正等特点，电熔氧化锆被越来越广泛的应用在陶瓷色釉料生产中。锆基色料主要有锆钒兰、锆镨黄、钒锆黄、锆铁红等种类。其原理主要是在合成硅酸锆的过程中，过渡金属和稀土金属离子进入其晶格，形成光亮稳定的色剂。

近几年，随着中国陶瓷产业整体化水平的提高，无论是在陶瓷色料产品的品种、质量，还是产品的稳定性方面都有了长足的进步，对电熔氧化锆的品质要求也越来越高，尤其是高温镨黄色料对氧化锆的品质要求很高。目前，市场上绝大多数色料厂家都采用化学锆来生产。全部使用普通电熔氧化锆来生产高温镨黄色料，其耐温性和色泽稳定性不好，达不到化学锆的效果，即高温环境下褪色明显、着色力弱、色泽变化大。因此，研究开发电熔氧化锆替代化学锆应用在高温镨黄色料领域，则可以大幅降低生产成本，减少环境污染。本文主要是通过对普通电熔锆产品进行提纯得到特种电熔锆，再进行颗粒形貌处理，改变颗粒的形貌特征，提高反应活性，达到高温镨黄色料领域的使用标准，从而替代化学锆在高温镨黄色料领域的应用。

2 电熔氧化锆的提纯及颗粒形貌处理

根据高温镨黄色料的反应要求，所使用的氧化锆材料要具有纯度高、反应活性好的特点，而化学锆在这两方面比较容易达到要求。鉴于普通电熔氧化锆中含有Al2O3、Fe2O3、TiO2、P2O5、CaO等杂质，不利于高温镨黄色料的发色，所以需要对普通电熔氧化锆进行提纯和颗粒形貌处理，目的是降低氧化锆粉中杂质含量和提高反应活性，以便适合高温镨黄色料的要求。

本文采用X射线荧光衍射仪、扫描电镜、BET比表面积仪对电熔氧化锆的性能进行了分析。

2.1 X射线荧光衍射仪分析电熔锆的化学成份

本文采用X射线荧光衍射仪对提纯前后的电熔氧化锆和化学锆的化学成份进行了分析，其结果如表1所示。

从表1可以看出，普通电熔氧化锆经过提纯工艺加工处理后，电熔氧化锆中的杂质含量有所降低，提纯后的电熔锆的成份更接近化学锆。

2.2 扫描电镜对电熔锆的颗粒形貌分析

采用扫描电镜对形貌处理前后的电熔锆和化学锆的颗粒形貌进行了对比分析，其结果如图1、图2和图3所示。

从图1、图2、图3的对比照来看，经形貌处理的电熔锆的颗粒形貌发生明显的变化，未处理时呈不规则多面体状，而处理后则呈椭圆球状趋于接近化学锆的形貌，化学锆的形貌则接近球状。

2.3 BET比表面积仪对电熔锆的比表面积分析

采用BET比表面积仪对形貌处理前后的电熔锆与化学锆的比表面积进行分析，其结果如表2所示。

从表2可以看出，普通电熔锆与特种电熔锆的比表面积相近，均略低于化学锆的数值。

3 镨黄色料发色实验

3.1 原料和试剂

本实验使用的主要原料是笔者公司生产的普通电熔锆和特种电熔锆、化学锆、石英粉；矿化剂为氟硅酸钠、氯化钾、氟化钡、氟化钠、氯化钠等，均为化学纯；发色用的陶瓷釉有透明釉、锆白釉、亚光釉。

3.2 实验步骤

首先，在天平上分别称取透明釉、锆白釉、亚光釉各50 g、高温镨黄色料2.5 g、减水剂三聚磷酸钠0.15 g；然后装入快速球磨机中进行水磨，其中料：球：水=1：2：0.35，研磨时间为6 min；其次采用刮釉器将釉浆施在瓷砖上，釉层厚度为0.5 mm；最后将试样置于电炉中烧成，煅烧温度分别为1120 ℃和1280 ℃，保温20 min左右，升温速度为200～300 ℃/h；烧成结束后自然冷却。采用X-Rite色差仪分别检测不同釉色板的色差值，进行比对判别发色效果。

4 结果与讨论

4.1 1120 ℃温度下镨黄色料在透明釉、锆白釉、亚光釉中的发色情况

本文将制备得到的镨黄色料在煅烧温度为1120 ℃下进行了透明釉、锆白釉和亚光釉的发色实验，其实验结果如表3所示。

从表3可以看出，煅烧温度为1120 ℃时，镨黄色料在透明釉、亚光釉、锆白釉中的发色效果在同等条件下，特种电熔锆制备的高温镨黄色料的发色效果基本接近化学锆的发色效果，综合效果△E都在0.3左右。而普通电熔锆的效果相差很大，主要是黄度方面偏小，综合效果△E都在0.7左右。即在中温环境下，普通电熔氧化锆做镨黄的效果与化学锆等相比差距不大。

4.2 1280 ℃温度下镨黄色料在透明釉、锆白釉、亚光釉中的发色情况

本文将制备得到的高温镨黄色料在1280℃下进行了透明釉、锆白釉和亚光釉的发色实验，其实验结果如表4所示。

从表4可以看出，煅烧温度为1280 ℃时，镨黄色料在透明釉、亚光釉、锆白釉中的发色效果在同等条件下，特种电熔锆制备的高温镨黄色料的发色基本接近化学锆的效果，综合效果△E都在0.3左右。而普通电熔锆的效果明显变差，主要是发色黄度方面明显减少、发色亮度方面明显偏大、发色红度方面偏小，整体效果褪色明显，综合效果△E都在2.2以上。即在高温环境下，普通电熔锆褪色幅度大，而经特殊工艺处理的特种电熔氧化锆，发色效果基本达到化学锆的效果，耐温性较好。

5 结论

（1） 对普通电熔氧化锆进行提纯和颗粒形貌处理后，得到的特种电熔氧化锆在化学成份和颗粒形貌等方面与化学锆较为相似。

（2） 当煅烧温度为1120 ℃条件下，普通电熔氧化锆制备的镨黄色料的发色效果比特种电熔氧化锆和化学锆都略差一些，主要是黄度偏低一点，但差距并不算大。

（3） 当煅烧温度为1280 ℃条件下，与特种电熔氧化锆和化学锆相比，普通电熔锆的发色效果明显较差，主要是黄度明显减小、亮度明显偏大、红度偏小，整体效果褪色明显。而经特殊工艺处理的特种电熔氧化锆，在高温镨黄色料领域的使用效果基本达到化学锆的效果，可以替代化学锆在高温镨黄色料方面的应用，且价格优势明显，普通电熔氧化锆制备镨黄色料不耐温，不适合用来生产高温镨黄色料。

参考文献

[1] 熊炳坤，温旺光，杨新民，等. 锆铪冶金[M].北京：冶金工业出版社，2002.

[2] 俞康泰. 陶瓷添加剂应用技术[M].北京：化学工业出版社，2006.endprint

摘 要：本文通过对经过提纯和颗粒形貌处理的特种电熔氧化锆的主要物理化学性质进行了分析，并与普通电熔氧化锆和化学锆进行对比。同时，在1120 ℃和1280 ℃温度下进行了镨黄色料的发色实验。结果表明：特种电熔氧化锆制备的镨黄色料发色效果和耐温性明显好于普通电熔氧化锆，可以替代化学锆在高温镨黄色料中的应用。

关键词：特种电熔锆；普通电熔锆；化学锆；镨黄色料；发色

1 前言

在陶瓷色料中锆基色料具有呈色稳定性好、呈色力强、混溶性好、色泽纯正等特点，电熔氧化锆被越来越广泛的应用在陶瓷色釉料生产中。锆基色料主要有锆钒兰、锆镨黄、钒锆黄、锆铁红等种类。其原理主要是在合成硅酸锆的过程中，过渡金属和稀土金属离子进入其晶格，形成光亮稳定的色剂。

近几年，随着中国陶瓷产业整体化水平的提高，无论是在陶瓷色料产品的品种、质量，还是产品的稳定性方面都有了长足的进步，对电熔氧化锆的品质要求也越来越高，尤其是高温镨黄色料对氧化锆的品质要求很高。目前，市场上绝大多数色料厂家都采用化学锆来生产。全部使用普通电熔氧化锆来生产高温镨黄色料，其耐温性和色泽稳定性不好，达不到化学锆的效果，即高温环境下褪色明显、着色力弱、色泽变化大。因此，研究开发电熔氧化锆替代化学锆应用在高温镨黄色料领域，则可以大幅降低生产成本，减少环境污染。本文主要是通过对普通电熔锆产品进行提纯得到特种电熔锆，再进行颗粒形貌处理，改变颗粒的形貌特征，提高反应活性，达到高温镨黄色料领域的使用标准，从而替代化学锆在高温镨黄色料领域的应用。

2 电熔氧化锆的提纯及颗粒形貌处理

根据高温镨黄色料的反应要求，所使用的氧化锆材料要具有纯度高、反应活性好的特点，而化学锆在这两方面比较容易达到要求。鉴于普通电熔氧化锆中含有Al2O3、Fe2O3、TiO2、P2O5、CaO等杂质，不利于高温镨黄色料的发色，所以需要对普通电熔氧化锆进行提纯和颗粒形貌处理，目的是降低氧化锆粉中杂质含量和提高反应活性，以便适合高温镨黄色料的要求。

本文采用X射线荧光衍射仪、扫描电镜、BET比表面积仪对电熔氧化锆的性能进行了分析。

2.1 X射线荧光衍射仪分析电熔锆的化学成份

本文采用X射线荧光衍射仪对提纯前后的电熔氧化锆和化学锆的化学成份进行了分析，其结果如表1所示。

从表1可以看出，普通电熔氧化锆经过提纯工艺加工处理后，电熔氧化锆中的杂质含量有所降低，提纯后的电熔锆的成份更接近化学锆。

2.2 扫描电镜对电熔锆的颗粒形貌分析

采用扫描电镜对形貌处理前后的电熔锆和化学锆的颗粒形貌进行了对比分析，其结果如图1、图2和图3所示。

从图1、图2、图3的对比照来看，经形貌处理的电熔锆的颗粒形貌发生明显的变化，未处理时呈不规则多面体状，而处理后则呈椭圆球状趋于接近化学锆的形貌，化学锆的形貌则接近球状。

2.3 BET比表面积仪对电熔锆的比表面积分析

采用BET比表面积仪对形貌处理前后的电熔锆与化学锆的比表面积进行分析，其结果如表2所示。

从表2可以看出，普通电熔锆与特种电熔锆的比表面积相近，均略低于化学锆的数值。

3 镨黄色料发色实验

3.1 原料和试剂

本实验使用的主要原料是笔者公司生产的普通电熔锆和特种电熔锆、化学锆、石英粉；矿化剂为氟硅酸钠、氯化钾、氟化钡、氟化钠、氯化钠等，均为化学纯；发色用的陶瓷釉有透明釉、锆白釉、亚光釉。

3.2 实验步骤

首先，在天平上分别称取透明釉、锆白釉、亚光釉各50 g、高温镨黄色料2.5 g、减水剂三聚磷酸钠0.15 g；然后装入快速球磨机中进行水磨，其中料：球：水=1：2：0.35，研磨时间为6 min；其次采用刮釉器将釉浆施在瓷砖上，釉层厚度为0.5 mm；最后将试样置于电炉中烧成，煅烧温度分别为1120 ℃和1280 ℃，保温20 min左右，升温速度为200～300 ℃/h；烧成结束后自然冷却。采用X-Rite色差仪分别检测不同釉色板的色差值，进行比对判别发色效果。

4 结果与讨论

4.1 1120 ℃温度下镨黄色料在透明釉、锆白釉、亚光釉中的发色情况

本文将制备得到的镨黄色料在煅烧温度为1120 ℃下进行了透明釉、锆白釉和亚光釉的发色实验，其实验结果如表3所示。

从表3可以看出，煅烧温度为1120 ℃时，镨黄色料在透明釉、亚光釉、锆白釉中的发色效果在同等条件下，特种电熔锆制备的高温镨黄色料的发色效果基本接近化学锆的发色效果，综合效果△E都在0.3左右。而普通电熔锆的效果相差很大，主要是黄度方面偏小，综合效果△E都在0.7左右。即在中温环境下，普通电熔氧化锆做镨黄的效果与化学锆等相比差距不大。

4.2 1280 ℃温度下镨黄色料在透明釉、锆白釉、亚光釉中的发色情况

本文将制备得到的高温镨黄色料在1280℃下进行了透明釉、锆白釉和亚光釉的发色实验，其实验结果如表4所示。

从表4可以看出，煅烧温度为1280 ℃时，镨黄色料在透明釉、亚光釉、锆白釉中的发色效果在同等条件下，特种电熔锆制备的高温镨黄色料的发色基本接近化学锆的效果，综合效果△E都在0.3左右。而普通电熔锆的效果明显变差，主要是发色黄度方面明显减少、发色亮度方面明显偏大、发色红度方面偏小，整体效果褪色明显，综合效果△E都在2.2以上。即在高温环境下，普通电熔锆褪色幅度大，而经特殊工艺处理的特种电熔氧化锆，发色效果基本达到化学锆的效果，耐温性较好。

5 结论

（1） 对普通电熔氧化锆进行提纯和颗粒形貌处理后，得到的特种电熔氧化锆在化学成份和颗粒形貌等方面与化学锆较为相似。

（2） 当煅烧温度为1120 ℃条件下，普通电熔氧化锆制备的镨黄色料的发色效果比特种电熔氧化锆和化学锆都略差一些，主要是黄度偏低一点，但差距并不算大。

（3） 当煅烧温度为1280 ℃条件下，与特种电熔氧化锆和化学锆相比，普通电熔锆的发色效果明显较差，主要是黄度明显减小、亮度明显偏大、红度偏小，整体效果褪色明显。而经特殊工艺处理的特种电熔氧化锆，在高温镨黄色料领域的使用效果基本达到化学锆的效果，可以替代化学锆在高温镨黄色料方面的应用，且价格优势明显，普通电熔氧化锆制备镨黄色料不耐温，不适合用来生产高温镨黄色料。

参考文献

[1] 熊炳坤，温旺光，杨新民，等. 锆铪冶金[M].北京：冶金工业出版社，2002.

[2] 俞康泰. 陶瓷添加剂应用技术[M].北京：化学工业出版社，2006.endprint

摘 要：本文通过对经过提纯和颗粒形貌处理的特种电熔氧化锆的主要物理化学性质进行了分析，并与普通电熔氧化锆和化学锆进行对比。同时，在1120 ℃和1280 ℃温度下进行了镨黄色料的发色实验。结果表明：特种电熔氧化锆制备的镨黄色料发色效果和耐温性明显好于普通电熔氧化锆，可以替代化学锆在高温镨黄色料中的应用。

关键词：特种电熔锆；普通电熔锆；化学锆；镨黄色料；发色

1 前言

在陶瓷色料中锆基色料具有呈色稳定性好、呈色力强、混溶性好、色泽纯正等特点，电熔氧化锆被越来越广泛的应用在陶瓷色釉料生产中。锆基色料主要有锆钒兰、锆镨黄、钒锆黄、锆铁红等种类。其原理主要是在合成硅酸锆的过程中，过渡金属和稀土金属离子进入其晶格，形成光亮稳定的色剂。

近几年，随着中国陶瓷产业整体化水平的提高，无论是在陶瓷色料产品的品种、质量，还是产品的稳定性方面都有了长足的进步，对电熔氧化锆的品质要求也越来越高，尤其是高温镨黄色料对氧化锆的品质要求很高。目前，市场上绝大多数色料厂家都采用化学锆来生产。全部使用普通电熔氧化锆来生产高温镨黄色料，其耐温性和色泽稳定性不好，达不到化学锆的效果，即高温环境下褪色明显、着色力弱、色泽变化大。因此，研究开发电熔氧化锆替代化学锆应用在高温镨黄色料领域，则可以大幅降低生产成本，减少环境污染。本文主要是通过对普通电熔锆产品进行提纯得到特种电熔锆，再进行颗粒形貌处理，改变颗粒的形貌特征，提高反应活性，达到高温镨黄色料领域的使用标准，从而替代化学锆在高温镨黄色料领域的应用。

2 电熔氧化锆的提纯及颗粒形貌处理

根据高温镨黄色料的反应要求，所使用的氧化锆材料要具有纯度高、反应活性好的特点，而化学锆在这两方面比较容易达到要求。鉴于普通电熔氧化锆中含有Al2O3、Fe2O3、TiO2、P2O5、CaO等杂质，不利于高温镨黄色料的发色，所以需要对普通电熔氧化锆进行提纯和颗粒形貌处理，目的是降低氧化锆粉中杂质含量和提高反应活性，以便适合高温镨黄色料的要求。

本文采用X射线荧光衍射仪、扫描电镜、BET比表面积仪对电熔氧化锆的性能进行了分析。

2.1 X射线荧光衍射仪分析电熔锆的化学成份

本文采用X射线荧光衍射仪对提纯前后的电熔氧化锆和化学锆的化学成份进行了分析，其结果如表1所示。

从表1可以看出，普通电熔氧化锆经过提纯工艺加工处理后，电熔氧化锆中的杂质含量有所降低，提纯后的电熔锆的成份更接近化学锆。

2.2 扫描电镜对电熔锆的颗粒形貌分析

采用扫描电镜对形貌处理前后的电熔锆和化学锆的颗粒形貌进行了对比分析，其结果如图1、图2和图3所示。

从图1、图2、图3的对比照来看，经形貌处理的电熔锆的颗粒形貌发生明显的变化，未处理时呈不规则多面体状，而处理后则呈椭圆球状趋于接近化学锆的形貌，化学锆的形貌则接近球状。

2.3 BET比表面积仪对电熔锆的比表面积分析

采用BET比表面积仪对形貌处理前后的电熔锆与化学锆的比表面积进行分析，其结果如表2所示。

从表2可以看出，普通电熔锆与特种电熔锆的比表面积相近，均略低于化学锆的数值。

3 镨黄色料发色实验

3.1 原料和试剂

本实验使用的主要原料是笔者公司生产的普通电熔锆和特种电熔锆、化学锆、石英粉；矿化剂为氟硅酸钠、氯化钾、氟化钡、氟化钠、氯化钠等，均为化学纯；发色用的陶瓷釉有透明釉、锆白釉、亚光釉。

3.2 实验步骤

首先，在天平上分别称取透明釉、锆白釉、亚光釉各50 g、高温镨黄色料2.5 g、减水剂三聚磷酸钠0.15 g；然后装入快速球磨机中进行水磨，其中料：球：水=1：2：0.35，研磨时间为6 min；其次采用刮釉器将釉浆施在瓷砖上，釉层厚度为0.5 mm；最后将试样置于电炉中烧成，煅烧温度分别为1120 ℃和1280 ℃，保温20 min左右，升温速度为200～300 ℃/h；烧成结束后自然冷却。采用X-Rite色差仪分别检测不同釉色板的色差值，进行比对判别发色效果。

4 结果与讨论

4.1 1120 ℃温度下镨黄色料在透明釉、锆白釉、亚光釉中的发色情况

本文将制备得到的镨黄色料在煅烧温度为1120 ℃下进行了透明釉、锆白釉和亚光釉的发色实验，其实验结果如表3所示。

从表3可以看出，煅烧温度为1120 ℃时，镨黄色料在透明釉、亚光釉、锆白釉中的发色效果在同等条件下，特种电熔锆制备的高温镨黄色料的发色效果基本接近化学锆的发色效果，综合效果△E都在0.3左右。而普通电熔锆的效果相差很大，主要是黄度方面偏小，综合效果△E都在0.7左右。即在中温环境下，普通电熔氧化锆做镨黄的效果与化学锆等相比差距不大。

4.2 1280 ℃温度下镨黄色料在透明釉、锆白釉、亚光釉中的发色情况

本文将制备得到的高温镨黄色料在1280℃下进行了透明釉、锆白釉和亚光釉的发色实验，其实验结果如表4所示。

从表4可以看出，煅烧温度为1280 ℃时，镨黄色料在透明釉、亚光釉、锆白釉中的发色效果在同等条件下，特种电熔锆制备的高温镨黄色料的发色基本接近化学锆的效果，综合效果△E都在0.3左右。而普通电熔锆的效果明显变差，主要是发色黄度方面明显减少、发色亮度方面明显偏大、发色红度方面偏小，整体效果褪色明显，综合效果△E都在2.2以上。即在高温环境下，普通电熔锆褪色幅度大，而经特殊工艺处理的特种电熔氧化锆，发色效果基本达到化学锆的效果，耐温性较好。

5 结论

（1） 对普通电熔氧化锆进行提纯和颗粒形貌处理后，得到的特种电熔氧化锆在化学成份和颗粒形貌等方面与化学锆较为相似。

（2） 当煅烧温度为1120 ℃条件下，普通电熔氧化锆制备的镨黄色料的发色效果比特种电熔氧化锆和化学锆都略差一些，主要是黄度偏低一点，但差距并不算大。

（3） 当煅烧温度为1280 ℃条件下，与特种电熔氧化锆和化学锆相比，普通电熔锆的发色效果明显较差，主要是黄度明显减小、亮度明显偏大、红度偏小，整体效果褪色明显。而经特殊工艺处理的特种电熔氧化锆，在高温镨黄色料领域的使用效果基本达到化学锆的效果，可以替代化学锆在高温镨黄色料方面的应用，且价格优势明显，普通电熔氧化锆制备镨黄色料不耐温，不适合用来生产高温镨黄色料。

参考文献

[1] 熊炳坤，温旺光，杨新民，等. 锆铪冶金[M].北京：冶金工业出版社，2002.

[2] 俞康泰. 陶瓷添加剂应用技术[M].北京：化学工业出版社，2006.endprint