陶瓷装饰作业及答案

1.SHS方法的缺点及改进措施

SHS缺点：制备的颜料重复性差，色差大；制备的材料结构疏松等。改进措施：采取起始原料中加入稀释剂等控制反应速度的方法，采用与压力烧结等相结合的方法致密化。

2. SHS色料的应用范围

在大多数情况下, 生产什么样的色料, 首先要考虑的是生产成本问题。SHS 过程点火温度较低, 热过程时间短, 相对传统方法成本已经低得多, 而现代色料生产工艺还可以进一步降低成本。研究表明, 许多色料的原料可以采用天然矿物及经过一定加工的工业生产废渣, 通过SHS 过程可成功生产出许多色料。天然矿物包括各种含硫酸盐和硫化物的矿物、各种氧化物的混合物和碳酸盐矿物, 例如: 铝钒土、大理石、黄铁矿、含铬的矿物和各种工业废渣; 如铅、铬、铝工业的副产品,这些原料中的天然着色离子经过热处理, 可以提高呈色能力。人们还研究了这些色料在釉、陶瓷以及各种油漆、塑性涂料、塑料中的应用情况( 图3) , 发现经过热处理, 从铅废渣和铁废渣中获得原料在釉、涂料和塑料中的颜色谱线是相似的。研究表明, 用各种铝钒土矿及含铝、含铁的工业废渣作原料能生产较理想的色料。

3、水热法的优缺点及改进措施是什么?

水热法缺点：设备成本高、压力容器危险系数大，不易进行搅拌等。改进措施：进行磁力搅拌等

4、S－G法的优、缺点是什么？

优点：（1）该方法的最大优点是制备过程温度低。（2）溶胶-凝胶

法增进了多元组分体系的化学均匀性。（3）溶胶-凝胶反应过程易于控制，可以实现过程的完全而精确的控制，可以调控凝胶的微观结构。（4）该法制备材料掺杂的范围宽(包括掺杂的量和种类)，化学计量准确且易于改性。（5）Sol-Gel制备技术制备的材料组分均匀、产物的纯度很高。（6）在薄膜制备方面，Sol-Gel工艺更显出了独特的优越性。（7）在一定条件下，溶胶液的成纤性能很好，因此可以用以生产氧化物，特别是难熔氧化物纤维。（8）可以得到一些用传统方法无法获得的材料。（9）溶胶-凝胶法从溶胶出发，从同一种原料出发，通过简单反应过程，改变工艺即可获得不同的制品。（10）是化学过程比较简单、原料成本低、烧结后无有机残渣；

缺点：（1）所用原料可能有害。

由于溶胶-凝胶技术所用原料多为有机化合物，成本较高，而且有些对人们的健康有害（若加以防护可消除）。

（2）反应影响因素较多。

反应涉及大量的过程变量，如PH值、反应物浓度比、温度、有机物杂质等会影响凝胶或晶粒的孔径(粒径)和比表面积，使其物化特性受到影响，从而影响合成材料的功能性。（3）工艺过程时间较长。

有的处理过程时间长达1~2月

（4）所得到半成品制品容易产生开裂。这是由于凝胶中液体量大，干燥时产生收缩引起。

（5）所得制品若烧成不够完善，制品中会残留细孔及OH－或C，后者易使制品带黑色。

（6）采用溶胶-凝胶法制备薄膜或涂层时，薄膜或涂层的厚度难以准确控制，另外薄膜的厚度均匀性也很难控制。

（7）在凝胶点处粘度迅速增加。

8）通常要获得没有絮凝的均匀溶胶，对于含有许多金属离子的体系来讲，也是一件困难的事情

（9）对制备玻璃陶瓷材料而言溶胶-凝胶方法不能扩大玻璃的形成范围，反而多少有些限制

5、请设计S－G法制备中国红色料的工艺流程，并标注主要工艺控制参数

通过正交试验得出: 溶胶- 凝胶法制备锆铁红色料的最佳着色剂为FeSO4·7H2O,最佳矿化剂为LiCl,理想Si/Zr 摩尔比为1:1; 并且通过两个单因素实验进一步确定了着色剂最佳用量( x=Fe3+/TEOS, 摩尔比) 为0.15, 矿化剂用量( Li+/TEOS, 摩尔比) 为0.15。实验结果还表明: pH 值为1、加水量( R=H2O/TEOS, 摩尔比) 为1、TEOS 浓度为0.2mol/L 时, 色料呈色最优

6.介绍化学沉淀法合成一种颜料的工艺

化学共沉淀法制备陶瓷颜料是在含二种或多种构晶离子的可溶性金

属盐中，加入合适的沉淀剂形成不溶性化合物，或与氢氧化物作用生成沉淀的水合配合物或形成复杂的多核配合物，然后经过过滤、洗涤、干燥、煅烧等后处理得到颜料的方法。其基本工艺流程为：

7.什么是离子液体微乳液

8、为什么过渡元素和稀土元素大多能够呈色？

过渡金属元素如铁、铜、铬、钒等，由于存在4s1～23dx型的电子结构，它们最外层的s层、次外层的d层、甚至自外数第三层的f层上均未充满电子（除Ⅷ，副族），这些未成对的电子不稳定，容易在次

亚层之间发生跃迁，跃迁所需的能量刚好是可见光区域内光子所具有的能量，故能选择性地吸收各种可见光

9、简述两种（S-G、微乳液、SHS、水热法）方法合成陶瓷色料（材料）的原理

SHS 色料原料是各种盐类、金属和氧化物的混合物, 在5~ 10MPa 的压力下制成圆柱状或其它形状, 样品在炉中以500~ 900e 的温度预热数分钟, 依靠铝热或环境温度进入SHS 初反应阶段。由于反应是放热反应, 样品燃烧温度可达2000 e , 系统中各组分能支持反应持续数分钟。反应中燃烧波在样品中迅猛推进, 使原料瞬间转化为产品, 通过控制反应过程中燃烧波的传播速度和燃烧温度以及控制原材料粒度、分散度、纯度、组分类型可以合成具有理想颜色和亮度的各种色料。最后将燃烧后的块状颜料碾碎成一定细度的粉末, 即为用于陶瓷生产的具有高温稳定性的理想色料。基本的反应机理：溶解一沉淀机理。水热法常用氧化物或氢氧化物作为前驱物，在加热过程中的溶解度随温度升高而增大，最终导致溶液过饱和，并逐步形成更稳定的新相