CN101624296B - 一种钙钛矿型高温红色陶瓷颜料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高温红色陶瓷颜料及其制备方法，属于陶瓷颜料及其制备领域，所述的高温红色陶瓷颜料，其化学式为CaLaAl1-xCrxO4，其中0.02≤x≤0.20，其制备方法是：按CaLaAl1-xCrxO中金属元素的化学计量比，分别称取相应金属元素的硝酸盐，溶于水；按加热能引发自蔓延燃烧反应的有机物加入量，称取有机物，加入到混合硝酸盐溶液中，加热溶解，继续加热至自蔓延燃烧反应完成；自蔓延燃烧产物在空气中900℃～1500℃煅烧2～6小时，即得超细红色高温颜料。本发明以价格较相对低廉的稀土镧和碱土元素钙为主要成分，不须采用包裹技术可耐1450℃高温，直接得到大小均匀，相貌规则、呈色性好的亚微米颜料粉体，制备过程不用球磨和加入矿化剂，降低生产能耗和原料成本，工艺简单，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷颜料及其制备领域，特别涉及一种超细高温红色陶瓷颜料及其制备方法。
技术背景
红色陶瓷颜料无论是用于陶瓷制品彩饰，还是作为陶瓷釉用或坯用色剂都是陶瓷装饰艺术不可缺少的重要着色剂。常用的红色高温颜料主要铬锡红、锰红、铬铝红及包裹色料等。它们均可在高温下形成红色，但这些红色颜料发色强度低，色调浅，一般偏于粉红色。近十年来，出现了一些新型陶瓷颜料，如，铬钇铝红色颜料、K2Nif4结构型红色颜料、镨铈红颜料Ce1-xPrxO2和不含有毒金属的Ca1-xLaxTaO2-xN1+x黄红色颜料等。
钙钛矿型YAl1-xCrxO3铬钇铝红高温红色料是近几年出现的新型陶瓷玻化微粉砖坯用色料，其无毒无害且呈色稳定、鲜艳明快，但是无论是采用固相法还是液相法制备，均需加入矿化剂，而且固相法制备的颜料颗粒较大。法国科学研究中心固体化学实验室开发出两种K2Nif4结构型红色颜料，一种是亮红色的CaYAl0.92Cr0.08O4，另一种是橙红色CaNdAl0.95Cr0.05O4，虽然此颜料基本无毒，不须采用包裹技术可耐高温达1300℃，但由于工艺复杂，条件苛刻，价格昂贵，还不适于大批量生产。镨铈红陶瓷颜料Ce1-xPrxO2具有耐腐蚀性，高温稳定性好、低毒性和无放射性等优点，其在高温下易被玻璃熔体侵蚀，呈色不理想，而且用于钇锆陶瓷坯体中烧结后形成镨锆黄。不含有毒金属的Ca1-xLaxTaO2-xN1+x(x＝0.05～0.1)黄红色颜料是CaTaO2N和LaTaON2的固溶体。此类颜料热稳定性高和分散性好，耐强酸。该颜料用ZrSiO4或ZrO2等包裹，形成高温稳定、无毒、呈色好的无机红色陶瓷颜料，由于原料钽价格昂贵，应用受到极大限制。因此，寻找成本低、呈色性好、粒度细、无毒的高温红色颜料，探索其简单而节能的制备方法已成为目前陶瓷颜料研究的重点课题。
发明内容
本发明的目的是提出一种不须采用包裹技术可耐高温达1450℃的亚微米红色颜料粉体及其较低成本和能耗的简单而新颖的制备方法。
本发明所述的高温红色陶瓷颜料，其化学式为CaLaAl1-xCrxO4，其中0.02≤x≤0.20，Ca∶La∶(Al+Cr)的摩尔比为1∶1∶1，且Al∶Cr的摩尔比为(1-x)∶x。
本发明所述高温红色陶瓷颜料的制备方法如下：
(1)混合硝酸盐溶液的配制：按化学式CaLaAl1-xCrxO中金属元素的上述化学计量比，分别称取相应金属元素的硝酸盐，溶于水直接配制；
(2)按加热能引发自蔓延燃烧反应的有机物加入量，称取有机物，加入到混合硝酸盐溶液中，加热溶解，继续加热至自蔓延燃烧反应完成，得到煅烧前驱体；
(3)自蔓延燃烧产物在空气中900℃～1500℃煅烧2～6小时，即得超细红色高温颜料。
本发明所述的混合硝酸盐溶液，也可以按化学式CaLaAl1-xCrxO中金属元素的上述化学计量比，分别称取组成中相应金属元素的氧化物、氢氧化物或可溶于硝酸的盐，用硝酸溶液溶解，混合得到。
本发明所述的有机物，可以是乙二醇、甘氨酸、柠檬酸，尿素等有机物中的一种或几种，在本反应中作还原剂。
目前尚无组成为CaLaAl1-xCrxO4红色高温颜料的报道，该颜料以价格较相对低廉的稀土镧和碱土元素钙为主要成分，不须采用包裹技术可耐1450℃高温，本制备方法直接得到大小均匀，相貌规则、呈色性好的亚微米颜料粉体，制备过程不用球磨和加入矿化剂，降低生产能耗和原料成本，工艺简单，适于工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1所述颜料的X射线粉末衍射图。
图2为本发明实施例1所述颜料的透射电镜照片。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1
分别称取4.73克Ca(NO3)2·4H2O，8.66克La(NO3)3.6H2O，6.90克Al(NO3)3·9H2O，0.64克Cr(NO3)3·9H2O和7.44克乙二醇(HOCH2CH2OH)置于装有适量的蒸馏水烧杯中，边加热，边搅拌，使反应物完全溶解，继续加热、浓缩至自蔓延燃烧反应发生，燃烧产物在空气中1300℃保温4小时，得到超细的高温红色颜料粉体。
实施例2
称取2.00克CaCO3和3.26克La2O3，加入25毫升7.5M硝酸溶液，边加热，边搅拌至完全溶解，在该烧杯中倒入适量的蒸馏水，然后加入称好的6.90克Al(NO3)3·9H2O，0.64克Cr(NO3)3·9H2O和6.75克甘氨酸(NH2CH2OOH)，加热至反应物完全溶解，继续加热、浓缩至自蔓延燃烧反应发生，燃烧产物在空气中1400℃保温3时，得到超细的高温红色颜料粉体。
Claims (2)
1.一种钙钛矿型高温红色陶瓷颜料的制备方法，其特征是化学式为CaLaAl1-xCrxO4，其中0.02≤x≤0.20，制备方法包括以下步骤：
(1)混合硝酸盐溶液的配制：按CaLaAl1-xCrxO4中金属元素的化学计量比，分别称取相应金属元素的硝酸盐，溶于水；
(2)按加热能引发自蔓延燃烧反应的有机物加入量，称取有机物，加入到混合硝酸盐溶液中，加热溶解，继续加热至自蔓延燃烧反应完成；
(3)自蔓延燃烧产物在空气中900℃～1500℃煅烧2～6小时，即得超细红色高温颜料。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿型高温红色陶瓷颜料的制备方法，其特征是所述的有机物为乙二醇、甘氨酸、柠檬酸和尿素中的一种或几种。
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