Закономерности синтеза керамических пигментов с использованием природного и техногенного минерального сырья

• Автор: Седельникова, Мария Борисовна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 275 с. : 69 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ СВЕДЕНИЙ о путях развития синтеза и классификации керамических пигментов
1.1. Физико-химические основы синтеза и классификации керамических пигментов
1.2. Развитие представлений о кристаллической структуре керамических пигментов
1.3. Влияние минерализаторов на синтез керамических пигментов
1.4. Особенности и пути развития технологии получения керамических пигментов
1.4.1. Использование природных минералов для получения керамических пигментов
1.4.2. Техногенные отходы - сырьё для получения керамических пигментов
1.4.3. Развитие способов получения керамических пигментов
1.5. Особенности образования окраски неорганических веществ
1.5.1. Общие сведения о цвете
1.5.2. Факторы, обусловливающие окраску неорганических веществ
1.5.3. Определение цветовых характеристик
1.5.4. Хромофоры
1.6. Общие выводы, постановка задач
ГЛАВА 2. СТРУКТУРНО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ, МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Общая характеристика природного силикатного сырья
2.1.1. Топазовые породы
2.1.2. Тремолит
2.1.3. Диопсид
2.1.4. Волластонит
2.1.5. Тальк
2.1.6. Каолин
2.1.7. Цеолит
2.2. Характеристика техногенных отходов
2.2.1. Отработанный каталитический комплекс Циглера-Натта
2.2.2. Нефелиновый шлам
2.2.3. Отработанный СВД-катализатор
2.3. Методология и методы исследования
2.3.1. Методологическая схема проведения исследований
2.3.2. Спектрофотометрический анализ
2.3.3. Рентгенографический анализ
2.3.4. Термический анализ
2.3.5. ИК - спектроскопия
2.3.6. Электронная микроскопия
2.3.7. Химический анализ
2.3.8. Определение кислотоустойчивое™ керамических красок
2.3.9. Термодинамический анализ реакций синтеза пигментов 93 ГЛАВА 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ
3.1. Факторы, определяющие возможность получения керамических пигментов на основе минерального сырья
3.2. Установление физико-химических принципов и критериев использования природного и техногенного минерального сырья для получения керамических пигментов
3.2.1. Влияние окрашивающих примесей на белизну исходных минералов и на цветность пигментов
ГЛАВА 4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СИНТЕЗА КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ИСХОДНЫХ И ПЕРЕСТРАИВАЮЩИХСЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ
4.1. Керамические пигменты на основе структур природных минералов. Особенности встраивания и пределы растворимости ионов-хромофоров
в кристаллических структурах природных минералов
4.2. Закономерности синтеза керамических пигментов на основе перестраивающихся в процессе обжига структур природных минералов
4.2.1. Физико-химические процессы, происходящие при термической обработке природных минералов: топаза, каолинита, тремолита и талька
4.2.2. Получение диопсидовых керамических пигментов с использованием тремолита
4.2.3. Получение муллитовых керамических пигментов с использованием топаза и каолинита
4.2.4. Получение керамических пигментов со структурой метасиликата магния на основе талька
4.2.5. Сравнительный анализ способности минералов к изоморфным замещениям в катионной подрешётке в процессе перестройки
ГЛАВА 5. ЗАКОНОМЕРНОСТИ СИНТЕЗА КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
5Л. Получение керамических пигментов со структурой островных

Авторами [106] разработан новый пигмент. Частицы пигмента включены в сферические частицы прозрачного стекла. Обычная глазурь представляет собой смесь свинецсодержащей фритты и пигмента, однако, в настоящее время использование свинца сильно ограничено. Попытки использовать бессвинцовую фритту приводили к деградации окраски за счёт реакции фритты с пигментом во время обжига. Проблему удалось решить путём включения пигмента в прозрачные стеклянные сферы, получаемые золь-гель способом.
Авторами [107] получен оловяннокальциевый силикат, легированный хромом, придающий розовый цвет пигменту. Хром вводится в решётку сфена золь-гель способом, соосаждением и керамическими методами.
Известен способ [108] получения пигмента, согласно которому приготавливают суспензию пигмента на водной основе, смешивают её с частицами смектита, способного к набуханию в воде, в количестве 0,5-1,5%.
Пигменты на основе циркона, содержащие Рг, N6, 8т, Ей, Ег в качестве хромофоров, получали при низкой температуре 900-1000°С золь-гель способом из 81(ОС2Н5)4, 2гОС12 8Н20 и галоидов редкоземельных элементов в [109]. Добавление Е1С1 в исходный гель способствовало снижению температуры процесса получения пигмента.
Синтез термостойких пигментов для керамических материалов с использованием механохимии [112, 113] позволяет заменить многочасовой помол суспензии исходных веществ в обычных мельницах активацией в течение 2-10 часов в планетарных и других интенсивных аппаратах. В процессе механической активации смеси исходных компонентов происходит частичная аморфизация веществ и образование кластеров, что позволяет снизить температуру последующего отжига на 200-250°С.
Предлагается способ [114, 115] получения пигментов со сферическими частицами размером меньше 10 мкм на основе красящих оксидов или силикатов, отличающихся хорошими технологическими свойствами и предназначенных для изготовления керамического декора. Предлагаемые