陶瓷装饰作业

1、1. SHS方法的优缺点及改进措施反应温度高、能耗低、反应迅速, 从而可以有效地降低成本。燃烧引发的反应或燃烧波的蔓延相当快，一般为0.120.0cm/s，最高可达25.0cm/s，燃烧波的温度或反应温度通常都在21003500K以上，最高可达5000K。 SHS以自蔓延方式实现粉末间的反应，与制备材料的传统工艺比较，工序减少，流程缩短，工艺简单，一经引燃启动过程后就不需要对其进一步提供任何能量。由于燃烧波通过试样时产生的高温，可将易挥发杂质排除，使产品纯度高。同时燃烧过程中有较大的热梯度和较快的冷凝速度，有可能形成复杂相，易于从一些原料直接转变为另一种产品。并且可能实现过程的机械化和自动化。

2、另外还可能用一种较便宜的原料生产另一种高附加值的产品，成本低，经济效益好。缺点：S H S 法目前存在的主要缺点是不易获得高密度产品, 以及不能严格控制其反应过程和产品性能。此外S H S 法所用原料往往是可燃、易爆或有毒物质, 需要采取特殊的安全措施( 1) 控制SHS 的速度。这是SHS 法能否大力进行工业化推广的关键。一般金属粉末的燃烧反应都是不易控制的。如果SHS 反应速度不能控制, 就会带来安全问题。我们通过实验发现, 制样压力的大小可以有效地控制SHS 反应速度。在金属的SHS 合成中也发现了相同的规律性。另外, 添加一定量的稀释剂( 即已合成的色料) , 也可以控制SHS 速度。

3、但要适量, 否则SHS 反应不易发生。( 2) SHS 色料的热处理。我们从实验中发现, 由于SHS 反应时间短暂, 最高温度持续时间更短, 尽管温度很高, 如果没有一定的时间保证某一新矿物完整晶型的形成还是困难的。所以由SHS 直接合成的色料一般要附加一个热处理过程, 才能保证色料晶型的稳定, 颜色的纯正。故SHS 色料的后期热处理是很关键的。通常在1200 , 保温30 分钟。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

4、, 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、SG法的优、缺点是什么？ 优点：（

5、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

6、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12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

7、-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。 改进措施： 可用无机原料代替有机物，金属醇盐已经形成行业，价格在降低；凝胶收缩问题可用热压成型解决，或用过量细溶胶粒作填料亦很有效；氢氧根离子则对制造电子器件膜有利。4、 请设计SG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&

8、#183;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。5、 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

9、后处理得到颜料的方法。其基本工艺流程为： 6、什么是离子液体微乳液热力学稳定、透明的7、 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4s123dx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，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。陶瓷颜料的着色多半选用过渡金属及其化合物。稀土金属元素的4f轨道电子是部分充满，极易产生f一f跃迁，引起光的吸收和反射，而呈现一定的颜色。8、 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