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氧化鐵顏料在陶瓷行業(yè)的應(yīng)用與性能研究

發(fā)布時間:2018/10/30 10:38:49         點擊數(shù):3734

【中國建材一網(wǎng)】  氧化鐵顏料由于色譜廣,無味、價廉等特點,在許多行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。陶瓷行業(yè)也不例外。近年來,隨著陶瓷行業(yè)的發(fā)

氧化鐵顏料由于色譜廣,無味、價廉等特點,在許多行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。陶瓷行業(yè)也不例外。近年來,隨著陶瓷行業(yè)的發(fā)展,氧化鐵顏料在陶瓷行業(yè)中的用量也逐年增加。我公司在其領(lǐng)域逐年提高投資與研究,在陶瓷用氧化鐵領(lǐng)域的應(yīng)用、特性、原理等方面取得了豐碩的成果。

一、應(yīng)用:

陶瓷產(chǎn)品主要分為建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、園林琉璃陶瓷、美術(shù)陶瓷、日用陶瓷、工業(yè)陶瓷、特種陶瓷七大類,氧化鐵顏料在這七大類陶瓷產(chǎn)品中都有著極其廣泛的應(yīng)用。

二、特性與原理:

氧化鐵顏由有著色性能,在陶瓷中主要利用氧化鐵的著色性,配制各種色彩的釉水,由于鐵離子的價位不同,鐵氧化物本身呈多色外,當(dāng)在其它釉中添加氧化鐵時,使釉面色調(diào)更加豐富,更加亮麗。另外,在陶瓷(釉)的制造過程中,采用不同的燒成氣氛,氧化鐵的呈色也各不相同,在氧化焰氣氛下,氧化鐵著色變以黃到紅褐色,再以葡萄紅色變?yōu)楹稚T谶€原氣氛下,則呈現(xiàn)出藍色到灰暗色變化,這些變化是釉層中Fe2+和Fe3+動態(tài)平衡相互轉(zhuǎn)變的結(jié)果。

1、氧化鐵作為坯體原料的應(yīng)用:坯體是陶瓷成瓷的基礎(chǔ)料。

氧化鐵作為坯體原料著色劑,主要應(yīng)用于建筑陶瓷中墻地磚產(chǎn)品。例如,仿花崗巖無釉瓷質(zhì)磚,其顏料制備工藝為:

氧化鐵顏料和少量坯料在球磨機內(nèi)混合成色漿,再由定量泵控制進入混合器,在混合器里,一定比例的色漿和基漿高速混合成顏漿之后,顏料和基漿按一定比例分別噴入干燥塔內(nèi),制造出彩色粉料。

仿花崗巖無釉瓷質(zhì)磚生產(chǎn)工藝配方為:

可塑性原料    20--30%

石英等瘠性原料   20--40%

長石熔劑原料   20--30%

特殊顏料添加物  1--5%(如氧化鐵、氧化鉻等)

氧化鐵由于其著色功能,成為仿花崗巖無釉瓷質(zhì)磚色料配制的主要原料。例黃色仿花崗巖瓷質(zhì)磚的坯體化學(xué)組成為:

SiO2  69%、Al2O3   18%、 Fe2O3+TiO2   3%

CaO+MgO 1.5%、K2O+Na2O  4.5%、燒失 4%

另外,紫砂陶產(chǎn)品某些原料也加入氧化鐵顏料,用來調(diào)節(jié)紫砂產(chǎn)品的色澤。

2、氧化鐵在陶瓷色釉中應(yīng)用:釉是附著于陶瓷表面的連續(xù)玻璃質(zhì)層。

在普通陶瓷中主要利用氧化鐵的著色性,配制各種色彩的釉水,鐵離子的價位不同,鐵氧化物本身就呈現(xiàn)不同顏色。如:三氧化二鐵(Fe2O3)為紅色粉末,氧化亞鐵(FeO)及四氧化三鐵(Fe3O4)為黑色粉末??梢愿鶕?jù)需要,選用不同的氧化鐵物。除了氧化鐵本身呈多色外,當(dāng)在其他釉中添加氧化鐵時,能使釉面色調(diào)更豐富,釉色更加亮麗。例如在含堿金屬的硼酸釉中添加氧化鐵,呈現(xiàn)葡萄酒的紅色;在半無光及無光的白釉中加入氧化鐵時,呈現(xiàn)亮褐色、黃灰色以及駝色到暗褐色的系列色調(diào);當(dāng)氧化鐵用制黃色釉時,只需添加百分之幾的氧化鐵即能呈現(xiàn)出很濃的黃色。

另外,在陶瓷(釉)的燒制過程中,若采用不同的燒成氣氛,氧化鐵的呈色也各不相同。在氧化焰氣氛下,氧化鐵對釉的著色變化為以黃色到紅褐色,再以葡萄的紅色變?yōu)楹稚?;在還原氣氛下,則呈現(xiàn)出藍色到暗灰色的變化,之所以會有如此豐富的變化,主要是由于釉層中的Fe3+和Fe2+之間相互轉(zhuǎn)變的結(jié)果,F(xiàn)e3+和Fe2+移動平衡存在于釉層中,氧化亞鐵和氧化之比隨著平衡條件(配比、燒成制度等)而改變,我國的青瓷釉,其呈色機理主要就是由于釉層中鐵的氧化物在還原氣氛中燒成時Fe3+被還原成和Fe2+的結(jié)果。

在陶瓷史上享有盛譽的兔毫釉、油滴釉、星盞玳皮瑁、茶葉末釉、鐵銹花及鷓鴣斑釉等,都是以氧化鐵為顏料,以不同的配方和燒制程度制得的,鐵紅花釉是氧化鐵色釉中的代表之一。鐵紅釉,俗稱紅結(jié)晶,其外觀是在深沉的海參棕釉面上綻放出朵朵紅花,燦若云錦。其釉式為:

0.3446K2O   0.5492AL2O3  4.7218SiO2

0.1926CaO          0.0598SnO2

0.4629MgO   0.2346Fe2O3  0.0484P2O5

其中氧化鐵原料純度需大于98%,細(xì)度為250目,燒成溫度則需根據(jù)坯體的含鐵量高低而定。若坯體的含鐵量較高,一般采用還原氣氛燒成。因為鐵紅釉以氧化氣氛燒成時底色偏褐,以還原氣氛燒成時底色偏棕。坯體含鐵量高時,在氧化焰下燒成的底色偏黃,并且底色與花紋顏色對比度不及還原焰燒成的強烈,藝術(shù)有偏差。氧化鐵的含量對鐵紅釉的呈色影響很大,見下表:

Fe2O3對鐵紅釉的影響

Fe2O3(wt%) 燒后成色
O 乳濁白釉,光澤差
4 棕黑色底,布有棕黃色斑點和條紋
8 棕褐色底,布有綠豆大小紅花和條紋
12 棕黑色底,布有蠶豆大小紅花和底紋
16 紅褐色釉,具有金屬光澤
20 肉紅色單色釉

陶瓷行業(yè)對合成氧化鐵顏料的質(zhì)量要求:

1、色相要穩(wěn)定,分子粒度要均勻。

2、Fe2O3含量要高、鹽份要少、密度要相對穩(wěn)定。

3、砂粒、鐵屑等機械雜質(zhì)要越少越好。

4、顏色流行趨勢,由深色向淺色發(fā)展,色澤要鮮艷。

江蘇宇星工貿(mào)有限公司(原名:宜興市宇星顏料廠)作為國內(nèi)單體達到10萬噸產(chǎn)能的氧化鐵顏料生產(chǎn)企業(yè),在市場上具有了較高的知名度。在陶瓷用氧化鐵顏料研究取得了新進展,已生產(chǎn)出適合市場需要的耐溫性高、色相穩(wěn)定、粒度均勻、色澤鮮艷、性價比好等性能優(yōu)良的新型陶瓷專用氧化鐵顏料,受到陶瓷原料企業(yè)的廣泛歡迎和使用。

隨著對外經(jīng)濟開放的不斷發(fā)展,國內(nèi)除了原有的陶瓷生產(chǎn)廠外,美、法、英、意大利、韓國、印尼、香港、臺灣等許多地方也紛紛涉足我國的陶瓷工業(yè),從沿海到內(nèi)地辦了許多上規(guī)模的合資、獨資企業(yè)。近年來,我國建筑、衛(wèi)生、園林琉璃陶瓷產(chǎn)量年增長均在30%以上。陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時,也帶動了陶瓷原料工業(yè)(包括氧化鐵顏料)的發(fā)展。這是一個市場,對氧化鐵顏料工廠來說,也是一個很好的機遇。

當(dāng)然,機遇與挑戰(zhàn)并存,目前,我國生產(chǎn)的氧化鐵顏料在品種上、質(zhì)量上仍不能滿足陶瓷行業(yè)的需求,仍有部分氧化鐵顏料需要進口。江蘇宇星工貿(mào)在看到希望的同時,也應(yīng)看清楚自己的不足;一定會抓住機遇,與陶瓷行業(yè)的有關(guān)科研院所攜手合作,共同開發(fā)出品種更多、質(zhì)量更優(yōu)的氧化鐵顏料產(chǎn)品,以滿足我國陶瓷行業(yè)日益增長的需要。

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