Получение керамических пигментов на основе шпинелей методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

• Автор: Чапская, Анастасия Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Введение

I.Керамические пигменты и способы их получения

1.1. Классификация керамических пигментов

1.2.Керамические пигменты на шпинельной основе

1.3. Технология получения шпинелевых пигментов

1.3.1 .Керамический способ получения пигментов

1.3.2. Зольгель метод

1.3.3. Плазмохимический способ получения пигментов

1.3.4.Технология пигментов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза СВС

1.4. Основные хромофоры

1.4.1. Цвет пигментов

1.4.2.Хромофорные свойства соединений никеля
1.4.3. Хромофорные свойства соединений кобальта
1.4.4.Хромофорные свойства соединений хрома
1.4.5. Хромофорные свойства соединений железа
1.5. Постановка цели и задач исследования
II. Характеристика исходных материалов, методы и методики исследования
2.1 .Исходные вещества и реактивы
2.2.Методы исследования
2.2.1.Оптическая микроскопия
2.2.2.Растровая электронная микроскопия
2.2.3.Комплексный термический анализ
2.2.4. Рентгенофазовый анализ
2.2.5. Микрорентгеноспектральный анализ
2.2.6. Расчет параметров решетки
2.2.7. ИКспектроскопия
2.2.8. Методика расчта координат цвета и цветности
2.2.9. Методика определения доминирующей длины волны, чистоты и яркости цвета
2.2 Ситовой анализ
2.2 Определение микротвердости
2.2.0борудование и режимы СВсинтеза пигментов
III. Физикохимические процессы синтеза шпинелевых пигментов при СВСметоде
3.1. Синтез кобальтсодержащих пигментов
3.1.1. Пигменты на основе оксидов кобальта и алюминия
3.1.2. Влияние добавок на формирование фаз и цвета пигментов
3.1.2.1. Влияние оксида цинка
3.1.2.2. Влияние оксида магния на СВСсинтез кобальтовой шпинели
3.1.2.3. Влияние окислителей на СВСсинтез кобальтовых
шпинелей
3.1.3. Влияние состава исходной шихты на фазовый состав и свойства кобальтовых пигментов
3.1.4. Влияние хромсодержащих добавок на процесс синтеза
состав пигментов шпинельного типа
3.2. Синтез никельсодержащих пигментов
3.2.1. Пигменты на основе оксидов никеля и алюминия
3.2.2. Влияние добавок на формирование фаз и цвета пигментов
3.3. Синтез железосодержащих пигментов
3.3.1. Пигменты на основе оксидов железа, цинка, хрома и алюминия
3.3.2. Пигменты на основе оксидов железа, кобальта, хрома и алюминия черные пигменты .
IV. Разработка технологии получения шпинелевых пигментов СВСметодом
4.1. Характеристика исходных смесей составов и их подготовка
4.2. Влияние атмосферы синтеза
4.3. Физикохимические характеристики шпинелевых пигментов, полученных СВСметодом
4.3.1. Дисперсный состав, термическая устойчивость и микротвердость пигментов на основе шпинелей
4.3.2. Характеристики цвета
4.4.Технологическая схема получения пигментов СВСметодом
4.5. Использование пигментов для декорирования фарфоровых изделий
Основные выводы по работе
Список используемой литерату ры
Приложение
Введение


Так были получены пигменты путем высокотемпературного обжига смеси минерала с соединениями кобальта при С . Кроме того, получен неорганический пигмент на основе диопсида пироксена путем взаимодействия его с ными водными растворами солей из группы, включающей кобальт, никель при 0С в течение мин. Известны неорганические пигменты на основе волластонита и диопсида, полученные осаждением молибдофосфатов элементов триады железа на дисперсный минерал . Для декорирования керамических изделий широко используют пигменты шпинельного типа, характеризующиеся стабильностью свойств при воздействии различных факторов . К кобальтовым шпинелям, применяемым в качестве пигментов, относятся следующие алюмошпинель кобальта состава СоОА или СоА, окрашенная в синий цвет. В качестве пигмента она известна под названием синий кобальт. Ортостаннат кобальта состава 2 или 2, окрашенный в голубой цвет с синеватым оттенком. В качестве пигмента известен под названием церулеум или небесноголубой. Ортотитанат кобальта состава 2СоОТЮ2 или Со2ТЮ4, окрашенный в зеленый цвет. Хромит кобальта состава СоОСг2Оз или СоСг4, окрашенный в зеленый цвет . Использование структурного признака позволило создать множество разнообразно окрашенных пигментов и значительно расширить палитру устойчивых жаропрочных керамических красок. Кроме того, использование такого классификационного принципа открыло широкие возможности направленного синтеза пигментов разной окраски. Однако надо отметить, что в классификацию С. Г.Туманова не вошли такие пигменты, как хромоцинковые, фосфатные, селенокадмиевые и ряд других. В настоящее время продолжены работы по созданию единой классификации пигментов. Кроме того, эти пигменты могут использоваться для окраски эмалей, полимерных материалов, в лакокрасочной промышленности. Известно, что в наше время в атмосфере имеется небольшое содержание кислот, которые приводят к почернению или обесцвечиванию некоторых пигментов, в частности ультрамарина синего, получаемого путем разогревания соды, глины и серы. Пигменты на основе шпинелей не подвержены воздействиям кислот и щелочей и могут применяться при внешней отделке фасадов и зданий. В основе таких пигментов лежит структура шпинели. Шпинелями называются химические соединения, получаемые при взаимодействии окислов двухвалентных металлов с амфотерными окислами трех и четырехвалентных металлов. Название это происходит от минерала шпинель, представляющего собой алюминат магния состава МбОА или МбА . К группе шпинелей относятся соединения с общей формулой АВ3, имеющих в своем составе два катиона, у одного из которых степень окисления 2, у другого 3 А и В условные обозначения этих катионов . В качестве окислов двухвалентного металла в состав шпинелей входят МбО, БеО, , СоО, ИЮ и другие, в качестве трехвалентных металлов А, Ее3, Сг3 и другие. Структура шпинелей характеризуется распределением катионов между двумя типами пустот октаэдрическими и тетраэдрическими. Если катионы А располагаются в тетраэдрах и имеют степень окисления 2, а катионы В в октаэдрах и имеют степень окисления 3, то такая шпинель считается нормальной обычной. Если в тетраэдрах располагаются катионы В, а в октаэдрах катионы А и В поровну, то такую шпинель называют обращенной. Обращение шпинели может быть неполным, и тогда такую шпинель относят к частично обращенной смешанной Рис. Шпинели распространены в природе, но они могут быть также получены искусственным способом в результате нагревания смеси соответствующих окислов при высокой температуре. Практически все шпинели кристаллизуются в кубической системе, хотя могут образовывать также тетрагональные или ромбические решетки. Большинство шпинелей отличаются высокой температурой плавления, составляющей С. Сходство структур и параметров решеток многих шпинелей обусловливают одну из их особенностей способность к образованию между ними твердых растворов замещения шпинелидов. Рис. Атомная структура шпинели. Объемное изображение структуры шпинели большие шары атомы кислорода, заштрихованные катионы В в октаэдрах, черные катионы А в тетраэдрах. М,РеА1,Т1,Сг,Ре4 .