Синтез и свойства керамических пигментов на основе системы CaO-RO(R2O3)-SiO2 с использованием природного и техногенного минерального сырья

• Автор: Лисеенко, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА И КЛАССИФИКАЦИИ, СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1 Общие представления о пигментах

1.2 Цветообразование в неорганических .материалах

1.3 Физикохимические основы синтеза и классификация керамических пигментов

1.4 Технологические особенности получения керамических пигментов

1.4.1 Сырьевые материалы, применяемые для получения керамических пигментов

1.4.2 Технологическая схема и способы получения керамических пигментов

1.5 Керамические пигменты на основе техногенных отходов и природного минерального сырья
1.6 Общие выводы, постановка задач
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМОГО СЫРЬЯ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика нефелинового шлама
2.2 Характеристика отработанного ванадиевого катализатора
2.3 Характеристика отработанного каталитического комплекса ЦиглераНатта
2.4 Характеристика каолина
2.5 Характеристика волластонита
2.6 Характеристика талька
2.7 Характеристика топаза
2.8 Характеристика химических реактивов
2.9 Рентгенофазовый анализ
2. Инфракрасная микроскопия
2. Электронная микроскопия
2. Спектрофотометрический анализ
2. Термический анализ
2. Химический анализ
2. Определение кислотоустойчивости керамических красок
2. Термодинамический анализ реакций синтеза пигментов
3. ПОЛУЧЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
3.1 Получение керамических пигментов с использованием
двух кальциевого силиката нефелинового шлама гельметодом
3.1.1 Синтез керамических пигментов со структурой сфена
3.1.2 Получение керамических пигментов с цепочечной
структурой волластонита и диопсида
3.1.3 Получение керамических пигментов со структурой
диортосиликатов с использованием двухкальциевого силиката
3.1.4 Синтез керамических пигментов со структурой анортита
3.1.5 Анализ цветовых свойств и области применения керамических пигментов на основе двухкальциевого силиката
3.2 Получение волластонитовых керамических пигментов с
использованием двухкальциевого силиката методом закалки
3.3 Получение керамических пигментов со структурой сфена и
анортита на основе отработанного каталитического комплекса, включающего оксиды ТТОгиАЬОз
3.4 Получение керамических пигментов муллитового состава с использованием отработанного ванадиевого катализатора
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МИНЕРАЛИЗАТОРОВ НА
СИНТЕЗ КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ В СИСТЕМЕ СаОМ8Ю2
4.1 Особенности получения керамических пигментов в системе СаОМвОБЮг
4.2 Исследование влияния минерализаторов на синтез керамических пигментов из талька и волластонита
4.2.1 Синтез керамических пигментов со структурой метасиликата магния с использованием минерализаторов
4.2.2 Получение керамических пигментов со структурой форстерита из талька с использованием минерализаторов
4.2.3 Синтез диопсидовых пигментов на основе талька с использованием минерализаторов
5. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ СО СТРУКТУРОЙ ДИОПСИДА
Заключение
Выводы
Список литерату


Графическое изображение цветности в координатах х, у, г, называется цветовым треугольником. Расположение каждой точки внутри треугольника определяет цвета в соответствии с их коэффициентами. Белый цвет сосредоточен в центре цветового треугольника с равными коэффициентами лгу3. Чем дальше от центра расположена точка, тем интенсивнее возрастает яркость цвета. Каждому цвету на замкнутой кривой соответствует определенная длина волны . Рисунок 1. Цветовой треугольник Цветовой тон доминирующая длина волны длина волны, соответствующая максимуму на спектре отражения образца или длине волны монохроматического излучения, которое должно быть добавлено к белому для того, чтобы получить данный цвет. Чистота цвета насыщенность определяется как отношение яркости монохроматической составляющей к сумме яркостей монохроматической и белой составляющей. Яркость величина, характеризующая количество света, отраженного от образца 5. Объективный метод определения цвета основан на использовании спектральных приборов колориметра или спектрофотометра. Синтез пигментов осуществляется в результате тврдофазных реакций, протекающих при высокой температуре 9, . Процессы, протекающие в смесях тврдых веществ при нагревании, сложны и состоят из нескольких стадий возникновение дефектов кристаллических решток образование и распад тврдых растворов перестройка кристаллической структуры вследствие полиморфных превращений диффузия внешняя, внутренняя, поверхностная спекание, рекристаллизация химическое взаимодействие компонентов. Скорость протекания тврдофазных реакций зависит от природы исходных компонентов, температуры, выдержки при максимальной температуре обжига, а также от поверхности взаимодействия между компонентами, концентрации реагентов, присутствия минерализаторов и др. Самой характерной особенностью большинства тврдых тел является наличие кристаллической рештки со строго определенным и периодически повторяющимся расположением атомов или ионов относительно друг друга. Повышение температуры ведт к появлению структурных дефектов, возникающих в результате тепловых колебаний составных частей рештки. Средняя амплитуда этих колебаний по сравнению с межатомным расстоянием мала даже при высоких температурах. Вместе с тем изза флуктуации энергии всегда существуют атомы ионы, амплитуда которых настолько велика, что они способны покинуть регулярные позиции в узлах рештки и перейти в междоузлия. В результате этого процесса в кристалле возникают точечные дефекты двух видов вакансии и внедренные атомы, т. Особенностью тврдых растворов внедрения является прочная химическая связь между атомами растворителя и внедрнного вещества, что и приводит к повышению тугоплавкости и прочности материала . Чаще всего при синтезе пигментов происходят процессы замещения ионов одного типа в кристалле ионами других типов. В итоге образуются тврдые растворы замещения. Например, при синтезе розовых пигментов на основе АОз ионы А способны замещаться ионами Сг3. Состав образующихся кристаллов соответствует формуле А. Сгхз. Сг у4 Т1, Ъх, Бп . Существует ряд условий и факторов, определяющих возможность и степень изоморфных замещений и возможность образования тврдых растворов замещения. К первому фактору явления изоморфизма относится критерий химической индифферентности. Химическая индифферентность атомов различных химических элементов является основным физикохимическим условием, определяющим принципиальную возможность их изоморфной взаимозаместимости при образовании кристаллов тврдых растворов. Одним из важных критериев изоморфизма является фактор размера атомов ионов. В.М. Гольдшмидт установил, соотношение ионных радиусов Аг к меньшему радиусу, благоприятно для изоморфного смещения компонентов. Фактор сходства природы межатомной связи заключается в том, что два или несколько веществ могут образовывать изоморфную смесь лишь в том случае, если природы межатомной связи в них одинакова. То есть изоморфные смеси образуют ионные кристаллы с ионными, ковалентные с ковалентными, металлические с металлическими и т.