發(fā)布時(shí)間：2017-04-18 12:14

  本文關(guān)鍵詞：硅酸鋅結(jié)晶釉的制備與結(jié)晶動力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：硅酸鋅材料具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、較強(qiáng)的抗?jié)裥缘攘己玫奈锢砘瘜W(xué)性能,用途十分廣泛,在釉料、涂料、涂層、油漆以及發(fā)光基體材料研究中備受人們的關(guān)注。硅酸鋅結(jié)晶釉料廣泛用于陶瓷裝飾中,摻入不同著色劑的硅酸鋅結(jié)晶釉的藝術(shù)價(jià)值更加突出,使其具有更好的藝術(shù)欣賞性與裝飾美感。采用石英、鈉長石、高嶺土、石灰石和煅燒后的氧化鋅為主要原料通過控制燒結(jié)溫度制備硅酸鋅結(jié)晶釉。隨著加入釉料中氧化鋅含量的增加,燒制得到的釉中硅酸鋅晶體先增大后減小,在添加氧化鋅含量約為24 wt%時(shí),其結(jié)晶程度最大。隨著釉料中硅鋁摩爾比的減小,釉面出現(xiàn)乳濁效果;硅鋁摩爾比過大,會抑制結(jié)晶。隨著硅鈣摩爾比的減小,釉面會形成無光釉。以硅酸鋅結(jié)晶釉為基礎(chǔ),用40~60目篩余所得的氧化鋅煅燒后作為晶種,在1140℃下保溫120 min的條件下,樣品中結(jié)晶程度最大。隨著釉料球磨時(shí)間的增加,燒制出的結(jié)晶釉晶花數(shù)逐漸增多,但單個(gè)晶體逐漸變小。保溫結(jié)晶過程中,隨著保溫時(shí)間的延長,結(jié)晶程度增大。從燒成溫度降溫至保溫溫度過程中,隨著降溫速率的降低,結(jié)晶程度越來越高。利用不同升溫速率下的差熱分析(DTA)曲線中出現(xiàn)的硅酸鋅的主要結(jié)晶峰的峰值溫度,通過Kissinger方程擬合,得出晶體的活化能E。在硅酸鋅結(jié)晶釉中分別加入MnO_2、Fe_2O_3、CuO三種著色劑,采用色度分析,過量的著色劑含量會抑制釉中晶花的生長,發(fā)現(xiàn)隨著著色劑含量的增加,釉面趨于深、暗,明亮程度也均有下降。有結(jié)晶區(qū)域的釉面與無結(jié)晶區(qū)域的釉面的色度基本一致。根據(jù)微觀形貌及EDS含量分析發(fā)現(xiàn),摻入著色劑后硅酸鋅結(jié)晶釉的微觀形貌呈連續(xù)纖維狀規(guī)律排布,且Fe、Cu離子更易進(jìn)入玻璃相中。隨著球磨時(shí)間的增加,摻入著色劑后硅酸鋅結(jié)晶釉的顏色均勻性略有提升。降溫速率過快,由于阻礙了液相的析晶、晶體長大,也會導(dǎo)致析晶不均勻,因此適當(dāng)?shù)慕禍厮俾视欣诰w的充分生長。以摻入MnO_2的硅酸鋅結(jié)晶釉為基礎(chǔ),著重研究了燒成制度對結(jié)晶過程的影響。發(fā)現(xiàn)隨著保溫時(shí)間的延長,摻入MnO_2的硅酸鋅結(jié)晶釉中Zn_2SiO_4晶體不斷生長,在1140℃下保溫170min的條件下結(jié)晶程度最大。經(jīng)模擬動力學(xué)分析,摻MnO_2硅酸鋅結(jié)晶釉中Zn_2SiO_4晶體在不同保溫溫度下的Avrami指數(shù)分別為n1110℃=0.92,n1140℃=1.38,n1170℃=1.27,表明Zn_2SiO_4晶體的形成由擴(kuò)散機(jī)制向成核機(jī)制轉(zhuǎn)變。模擬熱力學(xué)分析,利用不同升溫速率下的DTA曲線中出現(xiàn)的硅酸鋅的主要結(jié)晶峰的峰值溫度,擬合Kissinger方程,計(jì)算摻入MnO_2的硅酸鋅結(jié)晶釉中Zn_2SiO_4晶體的活化能E=210.7 kJ/mol。
【關(guān)鍵詞】：硅酸鋅結(jié)晶釉 著色劑 色度 生長機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.43
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 引言9-10
• 2 文獻(xiàn)綜述10-22
• 2.1 陶瓷釉料的概述10-12
• 2.1.1 釉的簡介10
• 2.1.2 結(jié)晶釉的定義與分類10-11
• 2.1.3 結(jié)晶釉的結(jié)晶特點(diǎn)11
• 2.1.4 結(jié)晶釉發(fā)展的歷史概況11-12
• 2.2 硅酸鋅結(jié)晶釉的結(jié)晶機(jī)理12-14
• 2.2.1 硅酸鋅結(jié)晶釉的起源12
• 2.2.2 Zn_2SiO_4晶體結(jié)構(gòu)12-13
• 2.2.3 硅酸鋅結(jié)晶釉釉熔體的析晶原理13-14
• 2.3 影響釉面性能的因素14-17
• 2.4 結(jié)晶動力學(xué)理論17-19
• 2.4.1 等溫結(jié)晶動力學(xué)理論17-18
• 2.4.2 非等溫結(jié)晶動力學(xué)理論18-19
• 2.5 本文研究目的、意義及主要內(nèi)容19-22
• 2.5.1 研究目的、意義19-20
• 2.5.2 研究內(nèi)容20-22
• 3 實(shí)驗(yàn)部分22-27
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原料22-24
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器24
• 3.3 實(shí)驗(yàn)工藝流程24-25
• 3.4 測試與表征25-27
• 3.4.1 X射線衍射(XRD)分析25
• 3.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析及能譜(EDS)分析25
• 3.4.3 激光粒度分析25-26
• 3.4.4 CIE-L*a*b*色度分析26
• 3.4.5 差熱(DTA)分析26-27
• 4 硅酸鋅結(jié)晶釉的配方探索27-35
• 4.1 前言27
• 4.2 樣品制備27
• 4.3 結(jié)晶釉配方設(shè)計(jì)27-32
• 4.3.1 基礎(chǔ)配方的確定27-28
• 4.3.2 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化硅酸鋅結(jié)晶釉配方28-31
• 4.3.3 硅酸鋅結(jié)晶釉釉式31-32
• 4.4 結(jié)果與分析32-34
• 4.4.1 氧化鋅含量對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響32-33
• 4.4.2 硅鋁摩爾比對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響33-34
• 4.4.3 硅鈣摩爾比對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響34
• 4.5 本章小結(jié)34-35
• 5 硅酸鋅結(jié)晶釉制備的工藝研究35-43
• 5.1 前言35
• 5.2 樣品制備35
• 5.3 表征儀器和方法35-36
• 5.4 結(jié)果分析與討論36-42
• 5.4.1 漿料粒度對硅酸鋅結(jié)晶釉形貌的影響36-37
• 5.4.2 晶種尺寸對硅酸鋅結(jié)晶釉結(jié)晶的影響37-39
• 5.4.3 釉層厚度對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響39
• 5.4.4 保溫時(shí)間對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響39-40
• 5.4.5 降溫速率對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響40
• 5.4.6 熱力學(xué)分析40-42
• 5.5 本章小結(jié)42-43
• 6 著色劑對硅酸鋅結(jié)晶釉晶花形態(tài)及顏色的研究43-59
• 6.1 前言43
• 6.2 樣品制備43
• 6.3 表征儀器和方法43
• 6.4 結(jié)果與分析43-58
• 6.4.1 摻入MnO_2對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響43-48
• 6.4.1.1 摻入MnO_2含量對硅酸鋅結(jié)晶釉的色度及結(jié)晶的影響43-45
• 6.4.1.2 摻入MnO_2的硅酸鋅結(jié)晶釉的釉層微觀分析45-47
• 6.4.1.3 球磨時(shí)間對硅酸鋅結(jié)晶釉顏色均勻性的影響47-48
• 6.4.1.4 降溫速率對摻入MnO_2的硅酸鋅結(jié)晶釉的影響48
• 6.4.2 摻入Fe_2O_3含量對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響48-53
• 6.4.2.1 摻入Fe_2O_3含量對硅酸鋅結(jié)晶釉的色度及結(jié)晶的影響48-50
• 6.4.2.2 摻入Fe_2O_3的硅酸鋅結(jié)晶釉的釉層微觀分析50-51
• 6.4.2.3 球磨時(shí)間對硅酸鋅結(jié)晶釉顏色均勻性的影響51-53
• 6.4.2.4 降溫速率對摻入Fe_2O_3的硅酸鋅結(jié)晶釉的影響53
• 6.4.3 摻入CuO含量對硅酸鋅結(jié)晶釉的影響53-58
• 6.4.3.1 摻入CuO含量對硅酸鋅結(jié)晶釉的色度及結(jié)晶的影響53-55
• 6.4.3.2 摻入CuO的硅酸鋅結(jié)晶釉的釉層微觀分析55-57
• 6.4.3.3 球磨時(shí)間對硅酸鋅結(jié)晶釉顏色均勻性的影響57-58
• 6.4.3.4 降溫速率對摻入CuO的硅酸鋅結(jié)晶釉的影響58
• 6.5 本章小結(jié)58-59
• 7 摻入MnO_2對硅酸鋅結(jié)晶釉生長機(jī)理的影響59-66
• 7.1 前言59
• 7.2 樣品制備59
• 7.3 表征儀器和方法59
• 7.4 結(jié)果與分析59-65
• 7.4.1 樣品XRD物相分析59-60
• 7.4.2 不同保溫制度對摻MnO_2硅酸鋅結(jié)晶釉的影響60-61
• 7.4.3 摻入MnO_2硅酸鋅結(jié)晶釉的動力學(xué)分析61-63
• 7.4.4 摻入MnO_2硅酸鋅結(jié)晶釉的熱力學(xué)分析63-65
• 7.5 本章小結(jié)65-66
• 8 結(jié)論66-67
• 9 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 附錄74
• 攻讀碩士學(xué)位期間所公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況74
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲獎(jiǎng)情況74

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  本文關(guān)鍵詞：硅酸鋅結(jié)晶釉的制備與結(jié)晶動力學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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