Изобретение относится к составам получения керамических пигментов для строительства керамики, декорирования изделий из фарфора, фаянса, стекла.
Из известных пигментов наиболее близок к заявляемому керамический пигмент состава
, [1]
что в пересчете на массовые доли исходных компонентов составляет, мас.
Оксид кобальта 22,1 40,4
Оксид магния 12,3 22,0
Оксид алюминия 42,8 62,9
Недостатком этого пигмента является высокая энергоемкость его получения
обжиг при температуре 1200 1300oC.
Известно также использование комбинации окислителя и восстановителя с целью снижения энергозатрат при синтезе керамических пигментов за счет использования тепла экзотермических реакций [2] При этом для получения пигментов синего цвета используется шихта следующего состава, мас.
Mg 6,5 7,0
Al2O3 43,5 44,1
MgSO4•7H2O 39,8 40,6
H3BO3 3,0 3,8
Co2O4 0,4 2,1
Al 4,3 5,0
Шихту прессуют под давлением и нагревают при температуре 650 750oC. с последующей термообработкой в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Эта рецептура существенно снижает энергозатраты по сравнению с традиционной технологией синтеза керамических пигментов [1] но тоже требует затрат тепла на предварительный прогрев шихты до температуры 650 750oC.
Цель изобретения создание новой композиции, обеспечивающей упрощение технологии получения, и снижение энергоемкости синтеза пигментов.
Поставленная цель достигается тем, что шихта для синтеза пигментов составляется таким образом, чтобы образование кристаллической структуры шпинели протекало за счет тепла экзотермических реакций в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза без предварительного прогрева смеси.
Для достижения указанной цели в известную шихту для получения керамических пигментов, включающую оксид кобальта (II, III), оксид алюминия, борную кислоту, порошкообразный алюминий, дополнительно вводят оксид магния и окислитель нитрат магния. При этом содержание всех указанных компонентов должно быть в следующих соотношениях, мас.
Al 9 15
Mg(NO3)2•6H2O 27 37
MgO 5 15
Al2O3 27 31
Co2O4 4 24
H3BO3 2 4
Количественное соотношение компонентов подобрано экспериментально и является оптимальным.
Так, при введении порошкообразного алюминия менее 9 мас. состав не воспламеняется, а более 15 мас. горение протекает столь интенсивно, что сопровождается сплавлением состава и потерей качества.
При введении оксидов магния и алюминия свыше 15 и 31 мас. соответственно горение состава неустойчиво, а менее 5 и 27 мас. состав оплавляется.
Аналогично влияет изменение массовой доли окислителя нитрата магния. При содержании менее 27 мас. нитрата магния горение неустойчиво, а более 37 мас. состав сплавляется.
При содержании красителя оксида кобальта менее 4 мас. получаются пигменты с низкой интенсивностью цвета, а увеличение массовой доли Co3O4 более 24 мас. уже не повышает насыщенности цвета, но увеличивает стоимость пигмента.
Керамический пигмент предлагаемого состава получают по наиболее простой из известных технологий. Исходные компоненты измельчают и перемешивают в необходимом соотношении. Полученную смесь высыпают на теплоизолированный поддон и воспламеняют от электрозапала с помощью навески алюмомагниевого сплава или термитной шашки. Процесс ведут под вытяжкой. Волна пламени охватывает весь образец и в течение 1 10 мин в зависимости от размеров последнего происходит синтез нового вещества высокостойкого пигмента синего цвета со структурой шпинели. Использование тепла экзотермических реакций при горении шихты позволяет вести синтез шпинели без внешнего подогрева и получать однородный по составу целевой продукт.
Таким образом, заявляемое техническое решение обладает рядом преимуществ по сравнению с известными и снижает себестоимость пигментов за счет уменьшения энергозатрат при термосинтезе и упрощения технологии за счет исключения операции прессования и предварительного прогрева шихты.
Пример. Готовят шихту, содержащую, мас.
Al 9
Mg(NO3)2•6H2O 27
MgO 5
Al2O3 31
Co2O4 24
H3BO3 4
Компоненты в указанных пропорциях измельчают до тонины, обеспечивающей прохождение через сито 900 отв/см2, и тщательно перемешивают. Подготовленную шихту высыпают на теплоизолированный поддон и воспламеняют от электрозапала с помощью навески алюмомагниевого сплава или термитной шашки. Шихта воспламеняется и горит по всему объему с ярким свечением.
Рентгенофазовый и химический состав подтверждает образование твердого раствора шпинелей CoAl2O4 и MgAl2O4. Полученный пигмент размалывают до остатка на сите 1 0056 не более 0,5 мас% Синтезированные пигменты в количестве 0,5 5 мас% вводят в глазурную массу, которая наносится на изделия. Полученные пигменты сохраняют цвет в глазури при температуре до 1400oC.
Примеры приготовления керамического пигмента составов 2 и 3 выполняются аналогично (таблица).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМОМАГНЕЗИАЛЬНОЙ ШПИНЕЛИ | 2015 |
|
RU2580343C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА | 1997 |
|
RU2121463C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ ШПИНЕЛЬНОГО ТИПА | 2015 |
|
RU2580542C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА | 1997 |
|
RU2120918C1 |
ШИХТА ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА | 1992 |
|
RU2029745C1 |
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА ЦВЕТА МОРСКОЙ ВОЛНЫ | 1992 |
|
RU2057729C1 |
ПИГМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1997 |
|
RU2118973C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА ЦВЕТА УЛЬТРАМАРИНА | 2005 |
|
RU2305075C2 |
Способ получения корундовой керамики | 2020 |
|
RU2737169C1 |
ПОРОШКОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ СВАРКИ | 2006 |
|
RU2326095C2 |
Шихта для получения пигментов синего цвета с использованием тепла протекающих экзотермических реакций содержит, мас.%: порошкообразный алюминий БФ Al 9-15, нитрат магния БФ Mg (NO3)2 • 6 H2О 27-37, оксид магния БФ MgO 5-15, оксид алюминия БФ Al2О3 27-31, оксид кобальта БФ Co3O4 4-24, борная кислота БФ H3BО3 2-4. Характеристики пигментов: укрывистость 37-108 г/см2, маслоемкость 17,5-37,0 г/100 г пигмента, устойчивость к глазури до 1400oC. 1 табл.
Шихта для получения керамического пигмента синего цвета со структурой шпинели, включающая Al2O3, Co3O4, H3BO3 и порошкообразный Al, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит MgO и Mg(NO3)2 • 6H2O при следующем соотношении компонентов, мас.
Al2O3 27 31
Co3O4 4 24
H3BO3 2 4
Порошкообразный Al 9 15
MgO 5 15
Mg(NO3)2 • 6H2O 27 37е
Хладек И | |||
и др | |||
Декорирование фарфоровой посуды | |||
Способ приготовления консистентных мазей | 1919 |
|
SU1990A1 |
Прибор для получения стереоскопических впечатлений от двух изображений различного масштаба | 1917 |
|
SU26A1 |
SU, патент, 1823862, кл | |||
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
Авторы
Даты
1997-11-27—Публикация
1996-07-18—Подача