ZrSiO-,4--Cd(S-,1-x-Se-,x-)包裹色料合成及其性能研究.pdf

1、硫硒化鎘[Cd（S1-xSex）]是一種呈色豐富的色劑，因硫硒配比不同可呈現(xiàn)出紅到黃多種顏色。但Cd（S1-xSex）熱穩(wěn)定性差，在溫度高于700℃時極易氧化分解。而硅酸鋯（ZrSiO4）具有抵抗玻璃相侵蝕的高溫熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性且晶體透明。因此，開發(fā)ZrSiO4/Cd（S1-xSex）包裹色料越來越受到人們的關(guān)注。目前，ZrSiO4/Cd（S1-xSex）包裹色料的制備方法主要是固相燒結(jié)法，存在包裹率低的缺陷（一般低于10％），導致

2、高溫下大部分Cd（S1-xSex）氧化分解而影響呈色。因此，開發(fā)新的能獲得高包裹率ZrSiO4/Cd（S1-xSex）包裹色料合成方法有著重要理論意義和應用價值。 本文首先通過沉淀-水熱法制備了Cd（S1-xSex）色劑。在此基礎上，首次分別采用水熱法和微乳液法成功合成了具有較高包裹率的ZrSiO4/Cd（S1-xSex）包裹色料。運用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDAX）和CIE色度等測試手段詳細

3、研究了合成條件對產(chǎn)物物相、形貌和呈色性能的影響；并將其應用于釉料中，考察了陶瓷高溫燒成條件下的呈色性能；進一步探討了包裹機理。 以Cd（NO3）2·4H2O、Se粉、Na2S-9H2O為原料，NH3·H2O為pH值調(diào)節(jié)劑，采用沉淀一水熱法獲得了Cd（S1-xSex）色劑。結(jié)果表明，經(jīng)沉淀反應可形成結(jié)晶程度較低的Cd（S1-xSex）連續(xù)置換型固溶體，原因是Se2-取代了CdS中的S2-；水熱反應過程則使Cd（S1-xSex）結(jié)晶

4、度增加，結(jié)構(gòu)趨于完整；同時使得黃色度減少，紅色度增大。S/Se配比對Cd（S1-xSex）色料顏色起決定作用，pH值、水熱反應條件也會影響其色度。 以ZrOCl2、Na2SiO3.Cd（NO3）2·4H2O、Se粉、Na2S·9H2O為原料，NaOH、CH3COOH和NH3-H2O為pH值調(diào)節(jié)劑，NaF為礦化劑，采用水熱法合成了ZrSiO4/Cd（S1-xSex）包裹色料。研究得出，當pH為4左右、礦化劑加入量為4％、Na2S濃

5、度為0.6M和攪拌時間為2h，水熱反應溫度為180℃，保溫時間為10h，ZrSiO4/Cd（S1-xSex）比為2.0以及Zr/Si比為1.0/1.0，酸洗后的樣品有較高的色度和包裹率（47.69％）。XRD結(jié)果表明合成樣品結(jié)晶性能好且無次晶相，ZrO2與SiO2反應形成ZrSiO4進行得完全；透射電子顯微鏡（TEM）分析表明，合成產(chǎn)物平均尺寸為20～30nm，包裹層厚度為2～3nm。 以ZrOCl2、（C2H5）4SiO4、C

6、d（NO3）2·4H2O、Se粉、Na2S·9H2O為原料，NH3-H2O為pH值調(diào)節(jié)劑，NaF為礦化劑，采用聚乙二醇辛基苯基醚/正己醇/環(huán)己烷/水的微乳液合成了ZrSiO4/Cd（S1-xSex）包裹色料。研究得出，當表面活性劑（聚乙二醇辛基苯基醚）加入量、助表面活性劑（正己醇）加入量以及油相溶液（環(huán)己烷）的體積比為5/6/20、礦化劑加入量為4％以及Na2S濃度為0.4M時，獲得淺綠色前驅(qū)體粉體，控制焙燒溫度為1150℃，焙燒時間為

7、30min，ZrSiO4/Cd（S1-xSex）比為2.0以及Zr/Si比為1.0/1.5，酸沈后的樣品具有較高的色度和包裹率（45.93％）。TEM分析表明，內(nèi)層被包裹相為四邊形，寬為120nm左右，外層包裹相的厚度為10nm左右。 研究結(jié)果表明，采用水熱法和微乳液法均可在Cd（S1-xSex）氧化分解之前盡量將其包裹在ZrSiO4中。水熱法采用的是非常壓環(huán)境，使包裹相在較低溫度下合成；微乳液法采用的是通過其特有的微反應容器形