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國標(biāo)氧化鐵紅在陶瓷行業(yè)中扮演者什么樣的角色

閱讀次數(shù): -次     發(fā)布時間:2019-08-30   

  氧化鐵紅顏料在陶瓷色料配方中,主要以著色劑的形式引入。如釉用色料中的棕色系列、黑色系列;鋯系色料中的鋯鐵紅色料;坯體色料中的黑色、咖啡色和茶色系列等,陶瓷琉璃瓦等彩色水泥磚也大量應(yīng)用氧化鐵紅原料。因此,氧化鐵紅顏料在陶瓷色料中的用量較大,估計每年用量在一萬噸以上。目前,陶瓷色料使用的氧化鐵紅顏料的生產(chǎn)方法主要分為硫酸法和混酸法(硝酸法),以薄鐵板為原材料進行處理加工后得到外觀鮮紅光亮的氧化鐵紅顏料。通常使用硝酸法工藝生產(chǎn)的氧化鐵紅產(chǎn)品綜合指標(biāo)優(yōu)于硫酸法生產(chǎn)的產(chǎn)品。

  一、氧化鐵紅在棕色系列產(chǎn)品中的應(yīng)用

  在陶瓷釉用色料中,棕色系列產(chǎn)品占據(jù)了很大的市場。特別是在瓷片和復(fù)古磚的生產(chǎn)中,大量使用金黃和紅棕兩大系列產(chǎn)品。

  棕色系列產(chǎn)品主要是Fe-Cr-Zn-Al和Fe-Cr-Zn兩種晶體結(jié)構(gòu),氧化鐵紅顏料主要是以著色劑的形式加入。三價的鐵離子保持紅色,通過和鉻綠復(fù)合著色,產(chǎn)生從金黃到黑棕色調(diào)。本研究做了如下試驗:采用化學(xué)組成的熔塊,往熔塊中加入3%的色料,隨著配方中氧化鐵紅顏料的增加,紅度值和黃度值都相應(yīng)降低,色料的發(fā)色由金黃色調(diào)向紅棕色調(diào)轉(zhuǎn)變,色料的明度值也相應(yīng)降低;同時實驗發(fā)現(xiàn),釉面針孔也相應(yīng)有所增多。

  這是由于隨著配方中氧化鐵紅顏料的增加,色料中的不飽和鐵離子增多,易從熔塊釉料的高溫液相中分離出來,針孔增加的同時,發(fā)色飽和度相應(yīng)降低。從色料的外觀上看,隨著鐵紅顏料含量的增加,色料的燒結(jié)程度加大,說明鐵紅顏料在棕色系列產(chǎn)品中具有降低燒成溫度的作用。

  二、氧化鐵紅在坯體黑色料中的應(yīng)用

  在陶瓷墻地磚的生產(chǎn)中,主要使用黑、黃、咖啡三種中色調(diào),其中陶瓷坯體黑色料占了坯體色料的35%以上,廠家每年消耗的坯體黑色料就達6萬噸以上。氧化鐵紅顏料是坯體黑色料配方的主要原料,含量通??蛇_50%~80%。不同廠家生產(chǎn)的氧化鐵紅產(chǎn)品色調(diào)差異較大。如規(guī)格為130的氧化鐵紅產(chǎn)品,產(chǎn)地江門的品質(zhì)相對穩(wěn)定,而產(chǎn)地清遠的產(chǎn)品在耐溫和色調(diào)方面則稍差一些。本研究將不同產(chǎn)地的氧化鐵紅130產(chǎn)品,以3%的量直接加入到坯泥中,打餅后在1060℃煅燒,測試燒后坯泥的色度值。

  實驗表明,由于廠家所使用的工藝和原材料等各方面的差異,采用不同產(chǎn)地的氧化鐵紅顏料,燒成產(chǎn)品的發(fā)色和高溫穩(wěn)定性都有所不同。通常外觀鮮紅的鐵紅燒出的坯體黑色產(chǎn)品飽和度較好,外觀較暗紫色的鐵紅燒出的產(chǎn)品藍度值較高。目前市場上的130氧化鐵紅產(chǎn)品價格在6000元/噸左右,價格低于3000元/噸的鐵紅產(chǎn)品,一般高溫穩(wěn)定性不好,只適合生產(chǎn)較低檔的坯體黑色產(chǎn)品。

  三、氧化鐵紅在釉用黑色料中的應(yīng)用

  釉用黑色產(chǎn)品比其他釉用色料的成本要高,其中鈷黑產(chǎn)品的色調(diào)以純正的藍調(diào)佳。艷黑類產(chǎn)品由于不含氧化鈷,成本相比于鈷黑略低。但市場上有些艷黑類產(chǎn)品,其純黑色調(diào)可與鈷黑相媲美。氧化鐵紅顏料在釉用黑色料中主要起助色的作用。通常認為,在氧化氣氛條件下,1000℃時形成的NiO-Cr2O3發(fā)青綠色調(diào),NiO-Fe2O3發(fā)黑色帶紅調(diào),Co-Fe2O3發(fā)藍黑色調(diào),通過復(fù)合著色而呈現(xiàn)較純正的黑色。同時,CuO-Fe2O3在釉中也能呈現(xiàn)出藍黑色調(diào)。

  目前,市場上所銷售的陶瓷色料用鐵紅產(chǎn)品型號主要是110、130、190等。由于采用的生產(chǎn)工藝不同,同一規(guī)格的產(chǎn)品在性能上也有很大的區(qū)別,價格相差也較大,通常在3000~7000元/噸。鐵紅的簡易評判方法如下:查看外觀是否鮮艷;是否耐高溫;用手捏時的粘手程度。一般來說,色澤越鮮紅、又非常粘手的鐵紅比色澤暗紫的產(chǎn)品要好。

  由于鐵紅對產(chǎn)品的燒成溫度和色調(diào)有較大的影響,選擇用于陶瓷釉用黑色料生產(chǎn)的鐵紅時,需要根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計要求進行選擇,并通過煅燒生產(chǎn)配方來檢測其是否達到要求。

  本研究做了各廠家的氧化鐵紅顏料在生料仿古釉中的對比試驗,試驗采用Fe:Cr:Ni:Mn=30:35:30:10的基礎(chǔ)配方,其中Mn以氧化錳形式引入。色料以3%的比例加入到生料釉中。配制色料生料,實驗室電爐4h快速升溫至1250℃,恒溫2h。將燒好的色料熟料刮好的磚樣板,在實驗室輥道窯中燒成,燒成溫度為1180℃,燒成周期為30min,測試燒后試樣的色度值。

  實驗表明,規(guī)格為130的氧化鐵紅顏料更適合于釉用黑色料的生產(chǎn),其藍度數(shù)值優(yōu)于190鐵紅。其他規(guī)格如110鐵紅由于成本較高,沒有進行對比試驗。通常認為,釉用黑色產(chǎn)品如在高溫釉料中發(fā)色較好,其在低溫瓷片中也有相同的發(fā)色趨勢。需說明的是,艷黑類產(chǎn)品更適合在瓷片中使用,有時在高溫釉料中發(fā)色偏紅、偏淺,但在低溫釉料中則呈現(xiàn)純正的藍調(diào)。艷黑類的鎳黑產(chǎn)品在生產(chǎn)中進行球磨加工時很容易“跑調(diào)”,具體表現(xiàn)在含鎳黑色產(chǎn)品球磨時間越長,發(fā)色就越偏向紅調(diào),同時發(fā)色深度會明顯降低,特別是配方中含鎳越少,這種變化就越明顯。鈷黑類產(chǎn)品相對來說要穩(wěn)定些。


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