一种高饱和度非晶光子晶体结构色釉的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高饱和度非晶光子晶体结构色釉的制备方法，取含铁量高的黏土、长石、石英和高岭土进行配料；或者取黑色尾矿或矿渣、长石、石英和高岭土进行配料；将混合坯料进行球磨，料浆经过干燥、研磨、造粒、陈腐、压片等步骤后得到黑色坯体；取长石、石英、方解石、滑石、高岭土、磷酸三钙和硼熔块，以及羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠进行配料，得到混合釉料；将混合釉料球磨后均匀地施敷在制备的坯体上，得到施釉坯；将施釉坯经干燥后放入电炉中氧化气氛下烧制。本发明专利技术为非晶光子晶体结构色釉在传统陶瓷装饰中的应用提供新方法，而且可以为低品质原料在陶瓷坯体中的高效利用开辟新途径。品质原料在陶瓷坯体中的高效利用开辟新途径。品质原料在陶瓷坯体中的高效利用开辟新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种高饱和度非晶光子晶体结构色釉的制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料制造
，特别涉及一种高饱和度非晶光子晶体结构色釉的制备方法。

技术介绍

[0002]根据结构色来源的不同，可以将结构色釉划分为非晶光子晶体结构色釉与瑞利散射、米氏散射形成的结构色釉。因非晶光子晶体结构具备各向同性的光子带隙、非虹彩效应、光局域化等特点，赋予了瓷釉柔和、亮丽、不随角度变化的显色效果，在陶瓷装饰领域具有更广泛的应用空间(材料导报,2017,31(1):43
‑
55)。然而，在非晶光子晶体结构色釉中，受到非相干散射的影响，Bragg散射形成结构色的色饱和度降低(Advanced Materials,2018,30(28):1706654)，颜色可视性不强，限制了其在传统陶瓷行业的广泛应用。
[0003]在新材料领域，研究者选择纳米尺度的碳黑、磁铁矿、黑色TiO2、聚吡咯等吸收非相干散射光，已成功制备出显色度高的非晶光子晶体结构色颜料及薄膜(Chemical Communications,2018,54(39):4905
‑
4914；ACS Applied Materials&Interfaces,2016,8(25):16289
‑
16295)。此外，Takeoka等人利用黑色背景代替黑色吸光剂，也可以使非晶光子晶体结构色薄膜和色料呈现潜在的结构色效果(ACS Applied Nano Materials,2020,3(7):7047
‑<br/>7056)。对于非晶光子晶体结构色釉而言，若选择在瓷釉配方中引入耐高温的黑色色料，不仅要考虑色料的粒度、烧成后色料晶粒在分相釉中的分散性、热稳定性以及分布规律，而且还要考虑色料对非晶光子晶体结构色的影响，实验过程过于复杂。基于此，借鉴黑色背景吸收杂光的方法，可以在釉层底部形成黑色吸光层，达到提升非晶光子晶体结构色釉色饱和度的目的。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高饱和度非晶光子晶体结构色釉的制备方法，以含铁量高的黏土或黑色尾矿、矿渣作为陶瓷坯体原料，釉烧过程中，利用坯体中过渡金属离子的扩散，在非晶光子晶体结构色釉的底部形成黑色吸光层。该黑色吸光层可以吸收釉层中的非相干散射光，从而达到提升非晶光子晶体结构色釉色饱和度的目的。本专利技术可以为非晶光子晶体结构色釉在传统陶瓷装饰中的应用提供新方法，而且可以为低品质原料在陶瓷坯体中的高效利用开辟新途径。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种高饱和度非晶光子晶体结构色釉的制备方法，包括以下步骤；
[0007]步骤一：按质量比取10
‑
85％含铁量高的黏土(例如黑坩土、紫金土等)、2
‑
20％的长石、8
‑
20％的石英和5
‑
50％的高岭土进行配料；
[0008]或者按质量比取5
‑
50％的黑色尾矿、矿渣(例如铁、锰尾矿与矿渣等)、5
‑
20％的长石、5
‑
15％的石英和40
‑
60％的高岭土进行配料；
[0009]步骤二：将混合坯料经行星式球磨机进行研磨，将得到的料浆进行干燥、研磨、造
粒和陈腐，利用压片机将陈腐好的坯体粉料进行压制，取出后素烧，保温，得到黑色坯体；
[0010]步骤三：按质量比取57％的长石、16％的石英、12％的方解石、11％的滑石、4％的高岭土，并且加入总质量2％的磷酸三钙(Ca3(PO4)2)和10％的硼熔块，以及0.8％的羧甲基纤维素钠和0.3％的多聚磷酸钠进行配料，得到混合釉料；
[0011]步骤四：将步骤三得到的混合釉料经行星式球磨机进行研磨，采用蘸釉法将得到的釉浆均匀地施敷在制备的坯体上，施釉厚度控制在5mm，得到施釉坯；
[0012]步骤五：步骤四得到的施釉坯经干燥后放入电炉中氧化气氛下烧制，待样品冷却之后，即制备出高饱和度的非晶光子晶体结构色釉。
[0013]所述步骤二中球磨机转速为300r/min，球磨时间为40min，料:球:水之比为1:2:0.6。
[0014]所述步骤二中利用压片机将陈腐好的坯体粉料在25MPa的压力进行压制，取出后素烧至900℃，保温120min。
[0015]所述步骤四中球磨机转速为300r/min，球磨时间为40min，料:球:水之比为1:2:0.8。
[0016]所述步骤五烧制温度为1200
‑
1350℃，并保温10
‑
50min。
[0017]在高温下，坯体中的过渡金属元素以离子状态存在，由于浓度梯度的作用，这些离子逐渐向结构色釉的底层扩散，并形成黑色吸光层。待样品冷却之后，即制备出高饱和度的非晶光子晶体结构色釉。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术以含铁量高的黏土或黑色金属尾矿、矿渣制备陶瓷坯体，利用过渡金属离子的扩散，在釉层底部形成黑色吸光层，有效地提高了非晶光子晶体结构色釉的色饱和度，因而扩宽了结构色在传统陶瓷装饰中的应用范围。此外，低品质原料的应用大幅降低了产品的生产成本，同时具有良好的环境和社会效益。因此，本专利技术不仅为陶瓷企业在非晶光子晶体结构色釉的制备方面进行了创新性改进提高，而且为陶瓷产业节能环保化生产提供了有效解决方案。
附图说明
[0020]图1为黑坩土瓷胎时样品断面的光学显微照片。
[0021]图2为黑坩土瓷胎时非晶光子晶体结构色釉表面的反射光谱图。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0023]实施例1：
[0024]步骤一：按质量比取85％的黑坩土、2％的长石、8％的石英和5％的高岭土进行配料；
[0025]步骤二：将混合坯料经行星式球磨机进行研磨，将得到的料浆进行干燥、研磨、造粒和陈腐，利用压片机将陈腐好的坯体粉料进行压制，取出后素烧，保温，得到黑色坯体。
[0026]步骤三：按质量比取57％的长石、16％的石英、12％的方解石、11％的滑石、4％的高岭土，并且加入总质量2％的磷酸三钙(Ca3(PO4)2)和10％的硼熔块，以及0.8％的羧甲基
纤维素钠和0.3％的多聚磷酸钠进行配料，得到混合釉料；
[0027]步骤四：将步骤三得到的混合釉料经行星式球磨机进行研磨，采用蘸釉法将得到的釉浆均匀地施敷在制备的坯体上，施釉厚度控制在5mm，得到施釉坯；
[0028]步骤五：步骤四得到的施釉坯经干燥后放入电炉中氧化气氛下烧制，待样品冷却之后，即制备出高饱和度的非晶光子晶体结构色釉。
[0029]所述步骤二中球磨机转速为300r/min，球磨时间为40min，料:球:水之比为1:2:0.6。
[0030]所述步骤二中利用压片机将陈腐好的坯体粉料在25MP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高饱和度非晶光子晶体结构色釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一：按质量比取10
‑
85％含铁量高的黏土、2
‑
20％的长石、8
‑
20％的石英和5
‑
50％的高岭土进行配料；或者按质量比取5
‑
50％的黑色尾矿、矿渣(例如铁、锰尾矿与矿渣等)、5
‑
20％的长石、5
‑
15％的石英和40
‑
60％的高岭土进行配料；步骤二：将混合坯料经行星式球磨机进行研磨，将得到的料浆进行干燥、研磨、造粒和陈腐，利用压片机将陈腐好的坯体粉料进行压制，取出后素烧，保温，得到黑色坯体；步骤三：按质量比取57％的长石、16％的石英、12％的方解石、11％的滑石、4％的高岭土，并且加入总质量2％的磷酸三钙(Ca3(PO4)2)和10％的硼熔块，以及0.8％的羧甲基纤维素钠和0.3％的多聚磷酸钠进行配料，得到混合釉料；步骤四：将步骤三得到的混合釉料经行星式球...

【专利技术属性】
技术研发人员：施佩，金志伟，刘密，陈凯宇，张彪，朱建锋，王芬，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：