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          氧化鐵顏料在陶瓷行業的應用與性能研究

          發布時間:2018/10/30 10:38:49         點擊數:1739

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

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

          一、應用:

          陶瓷產品主要分為建筑陶瓷、衛生陶瓷、園林琉璃陶瓷、美術陶瓷、日用陶瓷、工業陶瓷、特種陶瓷七大類,氧化鐵顏料在這七大類陶瓷產品中都有著極其廣泛的應用。

          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,當在其它釉中添加氧化鐵時,使釉面色調更加豐富,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,再以葡萄紅色變為褐色。在還原氣氛下,則呈現出藍色到灰暗色變化,這些變化是釉層中Fe2+和Fe3+動態平衡相互轉變的結果。

          1、氧化鐵作為坯體原料的應用:坯體是陶瓷成瓷的基礎料。

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

          氧化鐵顏料和少量坯料在球磨機內混合成色漿,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,制造出彩色粉料。

          仿花崗巖無釉瓷質磚生產工藝配方為:

          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磚色料配制的主要原料。例黃色仿花崗巖瓷質磚的坯體化學組成為:

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

          CaO+MgO 1.5%、K2O+Na2O  4.5%、燒失 4%

          另外,紫砂陶產品某些原料也加入氧化鐵顏料,用來調節紫砂產品的色澤。

          2、氧化鐵在陶瓷色釉中應用:釉是附著于陶瓷表面的連續玻璃質層。

          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。可以根據需要,選用不同的氧化鐵物。除了氧化鐵本身呈多色外,當在其他釉中添加氧化鐵時,能使釉面色調更豐富,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,呈現亮褐色、黃灰色以及駝色到暗褐色的系列色調;當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,再以葡萄的紅色變為褐色;在還原氣氛下,則呈現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+之間相互轉變的結果,Fe3+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%,細度為250目,燒成溫度則需根據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

          陶瓷行業對合成氧化鐵顏料的質量要求:

          1、色相要穩定,分子粒度要均勻。

          2、Fe2O3含量要高、鹽份要少、密度要相對穩定。

          3、砂粒、鐵屑等機械雜質要越少越好。

          4、顏色流行趨勢,由深色向淺色發展,色澤要鮮艷。

          江蘇宇星工貿有限公司(原名:宜興市宇星顏料廠)作為國內單體達到10萬噸產能的氧化鐵顏料生產企業,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,已生產出適合市場需要的耐溫性高、色相穩定、粒度均勻、色澤鮮艷、性價比好等性能優良的新型陶瓷專用氧化鐵顏料,受到陶瓷原料企業的廣泛歡迎和使用。

          隨著對外經濟開放的不斷發展,國內除了原有的陶瓷生產廠外,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,從沿海到內地辦了許多上規模的合資、獨資企業。近年來,我國建筑、衛生、園林琉璃陶瓷產量年增長均在30%以上。陶瓷產業發展的同時,也帶動了陶瓷原料工業(包括氧化鐵顏料)的發展。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。

          當然,機遇與挑戰并存,目前,我國生產的氧化鐵顏料在品種上、質量上仍不能滿足陶瓷行業的需求,仍有部分氧化鐵顏料需要進口。江蘇宇星工貿在看到希望的同時,也應看清楚自己的不足;一定會抓住機遇,與陶瓷行業的有關科研院所攜手合作,共同開發出品種更多、質量更優的氧化鐵顏料產品,以滿足我國陶瓷行業日益增長的需要。

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