本文關(guān)鍵詞：硅酸鋯包裹氮化鈦色料的制備及性能研究

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【摘要】：氮化鈦(TiN)粉體呈黃褐色,其涂層和制品呈金黃色,具有優(yōu)秀的裝飾效果和觀賞價(jià)值,以呈色性能好、價(jià)格低廉和無(wú)毒無(wú)害而廣泛應(yīng)用于代金裝飾領(lǐng)域,考慮將TiN作為色料使用,希望制備出呈色效果好的陶瓷用仿金裝飾材料。但是TiN在較高溫度下(超過(guò)400℃)極易氧化分解生成二氧化鈦而失去呈色性能,嚴(yán)重限制了其在高溫下的使用,因此改善TiN的高溫抗氧化性能是將TiN應(yīng)用于陶瓷色料的關(guān)鍵所在。本課題借鑒了硅酸鋯包裹硫硒化鎘色料和硅酸鋯包裹改性炭黑的制備方法,嘗試在TiN表面包裹一層硅酸鋯(ZrSiO_4),以改善其高溫抗氧化性。分別采用了激光粒度儀、X射線衍射儀、色差儀、掃描電子顯微鏡、XPS光電子能譜儀、傅里葉紅外變換分析儀和偏光顯微鏡對(duì)其進(jìn)行測(cè)試表征。使用溶膠-共沉淀法制備硅酸鋯包裹氮化鈦(TiN@ZrSiO_4)色料,初步探討了溶膠-共沉淀法制備ZrSiO_4包裹色料的合成機(jī)理和礦化劑作用機(jī)理。以氧氯化鋯和正硅酸乙酯分別作為鋯源和硅源,LiF、CaF2和NaF作為礦化劑,通過(guò)試驗(yàn)考察了前驅(qū)溶液pH值、燒成溫度、礦化劑種類(lèi)和用量以及保溫時(shí)間等工藝條件對(duì)試樣性能的影響。結(jié)果表明,礦化劑和煅燒溫度是極為重要的影響因素;最佳工藝條件是前驅(qū)溶液pH=6、礦化劑為7wt%NaF、在溫度1100oC下保溫4h。該工藝條件下能夠生成呈色性能良好的TiN@Zr SiO4粉體。采用廉價(jià)易得、安全無(wú)毒的水玻璃代替正硅酸乙酯,通過(guò)共沉淀法(省去了制備穩(wěn)定溶膠這一步)成功的在1100oC保溫4h制備出了粒徑為6-7μm的ZrSiO_4晶體,并且生成了包裹完好的核殼結(jié)構(gòu)TiN@ZrSiO_4色料,其呈色性能表現(xiàn)為L(zhǎng)=45.07、b=2.31最接近TiN的Lab色度值(L=42.18,b=10.25),并探討了合成TiN@ZrSiO_4色料的影響因素和色料呈色性能的影響因素,提出最佳生產(chǎn)工藝條件。本課題提出了一種新型色料,雖然包裹率較低、未達(dá)到所期望的呈色效果,但是其工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短和易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),而且成本低、收率高,具有很好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ174.45

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