NGHIÊN cứu TỔNG hợp CHẤT màu XANH CUXMG1 – XAL204 TRONG gốm sứ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOLGEL dc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC  Đề tài: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT MÀU XANH CUXMG1 – XAL204 TRONG GỐM SỨ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOLGEL ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUN NGÀNH: HĨA VƠ CƠ MÃ SỐ: Người thực : Khóa năm: Người hướng dẫn khoa học: Huế, 2020 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Ngày nay, sản phẩm gốm sứ dân dụng mỹ nghệ gạch ốp lát đa dạng phong phú mẫu mã, chủng loại mà phong phú màu sắc Những năm gần đây, ngành sản xuất gốm sứ giới Việt Nam có bước phát triển mạnh mẽ Trên thị trường nay, mức tiêu thụ sản phẩm gốm sứ tăng mạnh, nguyên nhân sản phẩm đáp ứng tốt yêu cầu khắt khe người tiêu dùng Trong gốm sứ, chất màu xanh CuxMg1 – xAL204 đóng vai trị quan trọng, định tính thẩm mỹ sản phẩm, song chi phí màu cho sản xuất gốm sứ lớn, chiếm tới 20% chi phí nguyên liệu đa số chúng phải nhập ngoại với giá thành cao Trung bình năm lượng màu cần nhập khoảng 5000 tấn, khoảng 700 màu xanh dương, 700 màu xanh cây, 1000 màu đen, 1000 màu nâu Ở nước ta ngành cơng nghiệp gốm sứ có phát triển, nay, chưa có nhà máy sản xuất chất màu đời nhằm phục vụ cho ngành sản xuất gốm sứ Điều làm hạn chế lớn khả cạnh tranh sản phẩm gốm sứ Việt Nam thị trường nước giới Trong công nghiệp, Solgel CuxMg1 – xAL204 tổng hợp chủ yếu theo phương pháp gốm truyền thống, từ nguyên liệu oxit dạng rắn Phối liệu nghiền trộn học nên kích thước hạt lớn, độ đồng kém, nhiệt độ nung tạo pha Solgel cao (∼1300 °C), thời gian nung dài sản phẩm khơng có cấu trúc đơn pha Trong sản xuất gốm sứ , người ta sử dụng tiền chất dạng polime (polymeric precursor) tiền chất kim (organometallic precursor) cho phép cation A2+ B3+ phân bố đồng toàn khối polymer nên làm giảm kích thước hạt, tăng độ đồng phối liệu tăng diện tích bề mặt tiếp xúc chất phản ứng nên phản ứng pha rắn xảy nhiệt độ thấp Trong nghiên cứu này, tơi trình bày kết nghiên cứu tổng hợp chất màu xanh CuxMg1 – xAL204 (x = 0,1÷0,9) dùng gốm sứ theo phương pháp Solgel , cách thay phần nhằm tạo chất màu xanh có cường độ màu khác nhau, có cấu trúc tinh thể vững, có độ bền cao Xuất phát từ nhu cầu đó, việc nghiên cứu tổng hợp chất màu xanh CuxMg1 – xAL204 gốm sứ phương pháp Solgel trở thành nhu cầu cần thiết Vì vậy, tác giả định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp chất màu xanh CuxMg1 – xAL204 gốm sứ phương pháp Solgel” 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Sử dụng CuxMg1 – xAL204 gốm sứ phương pháp Solgel để tạo phẩm thu có pha đơn tinh thể độ kết tinh cao Cường độ màu xanh tăng dần theo hàm lượng thay Các mẫu men chảy đều, bóng láng, màu sắc tươi sang; khơng xuất bọt khí khuyết tật, đạt yêu cầu sản xuất gốm sứ 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Xác định điều kiện thích hợp cho q trình tổng hợp vật liệu màu xanh mạng tinh thể Solgel có chất lượng ổn định dùng cho gốm sứ 1.4 Đối tượng nghiên cứu - Đề tài tập trung nghiên cứu Chất màu xanh CuxMg1 – xAL204 gốm sứ Việt Nam 1.5 Phạm vi nghiên cứu Chúng tiến hành làm đề tài 12 tháng để tổng hợp vật liệu màu xanh mạng tinh thể Solgel phịng thí nghiệm Các đặc trưng sản phẩm chất màu xác định phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phân tích nhiệt (TG–DSC), hiển vi điện tử quét (SEM), cường độ màu đo hệ tọa độ CIE L*a*b* Phối liệu chất màu CuxMg1 – xAL204 nung thiêu kết 1100 °C 60 phút Sản phẩm thu có pha đơn tinh thể độ kết tinh cao 2.TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2.1 Chất màu cho gốm sứ Về chất, chất màu cho gốm sứ khoáng vật tự nhiên hay nhân tạo có màu, có khả bền màu tác động nhiệt độ cao hay với tác nhân hóa học Trong tự nhiên tồn nhiều khống vật có màu oxit muối kim loại chuyển tiếp, đất hiếm, khoáng vật có màu khác (opal, calcite, augite…) Màu sắc mà khống vật có chúng có khả hấp thụ tồn ánh sáng cách có chọn lọc Nếu khống vật hấp thụ tồn ánh sáng trắng chiếu vào có màu đen, cịn phản xạ tất ánh sáng chiếu đến có màu trắng Khi hấp thụ tia sáng chùm ánh sáng trắng chùm tia ló có màu Bảng 1.1 Tia bị hấp thụ màu tia ló vùng khả kiến Màu tia bị hấp thụ Màu tia ló dải hấp thụ (nm) Tia tử ngoại Không màu 400 – 435 Tím Lục – vàng 435 – 480 Lam Vàng 480 – 490 Lam – lục nhạt Cam 490 – 500 Lục – lam nhạt Đỏ 500 -560 Lục Đỏ tía 560 – 580 Lục – vàng Tím 580 – 595 Vàng Lam 595 – 605 Cam Lam – lục nhạt 605 – 750 Đỏ Lục – lam nhạt Tia hồng ngoại Không màu < 400 > 750 Với khống vật, màu sắc mà chúng có kết việc hấp thụ chọn lọc tia sáng có bước sóng xác định Điều giải thích trạng thái tồn chuyển động điện tử phân tử chất màu Các trình điện tử dẫn đến hấp thụ xạ điện tử bao gồm: chuyển mức lượng electron bên nguyên tử ion kim loại chuyển tiếp, chuyển electron nguyên tố cấu trúc tinh thể, chuyển điện tử khuyết tật bên cấu trúc tinh thể, chuyển mức dải lượng - Sự chuyển electron nội (chuyển mức lượng electron) Ion gây màu thường có chứa electron d f Bình thường, electron chuyển động obital có lượng thấp (gọi trạng thái bản) Nhưng có ánh sáng chiếu vào, electron hấp thụ lượng thích hợp ( E = 25000 ÷ 14000 cm-1) ứng với tia chùm ánh sáng chiếu vào để chuyển lên obital có mức lượng cao (gọi trạng thái kích thích) làm cho ánh sáng truyền qua có màu Khống vật có màu chuyển mức lượng electron thuộc phân lớp 3d thường xảy ion kim loại chuyển tiếp Ti3+, Mn3+, Cr3+, Fe3+, Fe2+… Còn với nguyên tố họ lantanoit, màu tạo thông qua chuyển mức lượng electron 4f, khoáng monazite, xenotim, gadolinite… - Sự chuyển electron nguyên tố tinh thể (chuyển điện tích) Sự chuyển electron xảy có chuyển electron ion thuộc tinh thể Sự chuyển electron xảy kim loại phối tử, kim loại kim loại Về bản, trình kích hoạt tia cực tím có lượng cao, dải hấp thụ xuất vùng khả kiến làm cho ánh sáng truyền qua có màu Sự chuyển electron diễn thuận lợi khi nguyên tố tinh thể có khả tồn nhiều mức oxi hóa khác như: Fe2+ Fe3+, Mn2+ Mn3+, Ti3+ Ti4+ Sự chuyển electron diễn dễ dàng có cân điện tích thay đồng hình, ví dụ thay ion Fe2+ Mg2+ ion Al3+ Fe3+ Các yếu tố làm cho chuyển electron xảy nhờ lượng kích thích nhỏ (ánh sáng kích thích vùng khả kiến) tạo màu khoáng vật Một số khoáng vật có màu chuyển electron nguyên tố gồm: augite, biotite, cordierite, glaucophal khoáng amphibol - Sự chuyển electron khuyết tật mạng lưới tinh thể Về mặt nhiệt động học, hình thành khuyết tật tinh thể nồng độ thuận lợi mặt lượng Trong mạng lưới tinh thể khoáng thường chứa khuyết tật mạng, khuyết tật có khả hấp thụ ánh sáng tạo tâm màu Có hai loại tâm màu phổ biến: tâm F - electron chiếm lỗ trống, tâm F’ electron chiếm hốc mạng Sự chuyển mức lượng liên quan tới việc chuyển electron nút mạng hốc trống xuất phổ biến tự nhiên Một số khống vật có màu khuyết tật mạng tinh thể hay gặp halite, florite, calcite… Các khoáng vật tạo màu tự nhiên thường có hàm lượng khơng cao, lẫn nhiều tạp chất khơng có lợi cho q trình tạo màu, thành phần khống khơng ổn định làm cho việc trang trí sản phẩm gốm sứ gặp nhiều khó khăn Chất màu cho gốm sứ phải vừa đáp ứng u cầu trang trí, vừa phải có thành phần ổn định, phải chống chịu tốt trước tác động nhiệt độ cao tác nhân hóa học Từ yêu cầu khắc khe mà hầu hết chất màu cho gốm sứ phải điều chế đường nhân tạo 2.2 Một số tiêu chuẩn để đánh giá chất màu tổng hợp cho gốm sứ Chất màu tổng hợp cho gốm sứ thường đánh giá theo tiêu chuẩn sau: - Gam màu hay sắc thái màu: tính đơn màu màu sắc xanh, đỏ, tím, vàng… Nó xác định dễ dàng trực quan - Tông màu: biến đổi xung quanh đơn màu, ví dụ màu xanh gồm xanh lục, xanh dương, xanh chàm… - Cường độ màu: khả phát màu hay khiết đơn màu, phụ thuộc vào hàm lượng chất màu - Độ bền màu: khả chống chịu chất màu trước tác động nhiệt độ cao, tác nhân hóa học thể hệ gốm sứ Độ bền màu so sánh cách nung mẫu hai nhiệt độ cách từ 30oC đến 50oC - Độ phân tán (độ đồng đều): khả phân bố hạt chất màu bề mặt sản phẩm gốm sứ Nó góp phần lớn định tính thẩm mỹ sản phẩm Kích thước hạt màu yếu tố quan trọng định tính chất này, chất màu cho gốm sứ thường có kích thước nhỏ 50 µm 2.3 Cơ sở hóa lý tổng hợp chất màu cho gốm sứ Chất màu cho gốm sứ thường chất màu tổng hợp nhân tạo Chúng tổng hợp dựa sở việc đưa ion kim loại chuyển tiếp đất (ion gây màu) vào mạng lưới tinh thể chất Việc đưa ion gây màu vào mạng lưới tinh thể thực phản ứng pha rắn oxit muối Ion gây màu tinh thể dạng dung dịch rắn xâm nhập, dung dịch rắn thay tồn dạng tạp chất Do đó, cấu trúc chất màu khơng hồn chỉnh, thơng số mạng lưới tinh thể bị sai lệch… Cấu trúc lớp vỏ điện tử nguyên tố gây màu bị biến dạng tác động trường tinh thể Sự suy biến lượng số phân lớp điện tử làm cho ion gây màu hấp thụ ánh sáng cách chọn lọc tạo màu sắc Bảng 1.2 trình bày số mạng lưới tinh thể thường sử dụng để tổng hợp chất màu cho gốm sứ Bảng 1.2 Một số mạng tinh thể thông dụng Nhiệt độ nóng chảy (oC) Chỉ số khúc xạ Solgel xAL204 1850 1,8 Corundum α-Al2O3 2050 2,0 Cordierite 2MgO.2Al2O3.5SiO2 1400 1,5 Zircon ZrSiO4 1750 1,9 Badelite ZrO2 2700 2,2 Sphen CaO.Al2O3.SiO2 1250 1,7 Silimanite Al2O3.SiO2 1750 1,9 Tinh thể 2.4 Các nguyên tố gây màu xanh số oxit tạo màu phổ biến Các nguyên tố gây màu Các nguyên tố gây màu khống vật dạng oxi hóa khác nguyên tố kim loại chuyển tiếp đất có phân lớp d f chưa điền đầy đủ Trong tổng hợp chất màu, kim loại chuyển tiếp đất đưa vào phối liệu dạng oxit muối dễ phân hủy Sự có mặt chúng mạng lưới tinh thể làm cho điện tử phân lớp d bị suy biến, obitan d bị tách mức lượng Điều làm cho ánh sáng hấp thụ cách chọn lọc, khống vật có màu Một số oxit tạo màu phổ biến a) Nhôm oxit Al2O3 Bản thân Al2O3 khơng có khả phát màu đóng vai trị quan trọng đến khả tạo màu Al2O3 tham gia trực tiếp hoặc có ảnh hưởng rõ rệt phản ứng tạo màu kiềm tính màu axit Do vậy, Al 2O3 có tác dụng trung hoà cấu tử thừa phản ứng tạo màu trì cân hố học Với lượng Al2O3 hợp lý nâng cao độ bền màu nhiệt độ cao (so với màu gốc khơng có Al2O3) Mặt khác, Al2O3 kết hợp với oxit kim 10 loại d khác CoO, ZnO tạo thành Solgel mang màu [8] Oxit nhơm khan có dạng thù hình α, β γ-Al2O3 Trong α, γ-Al2O3 oxit tinh khiết β-Al2O3 thực chất dạng thù hình oxit nhơm mà ký hiệu nhóm aluminat có hàm lượng oxit nhơm cao Thành phần β-Al2O3 viết dạng MO.6Al2O3 M2O.12Al2O3, MO CaO, BaO, SrO…; M2O Na2O, K2O Tất aluminat có mạng lưới tinh thể lục phương, có khả trao đổi kim loại hóa trị I II chúng vào mạng tinh thể Ở nhiệt độ thích hợp, β-Al2O3 oxit kiềm chuyển thành dạng αAl2O3 Sự chuyển hóa diễn nhiệt độ khác phụ thuộc vào đặc điểm oxit kiềm kiềm thổ Tinh thể α-Al2O3 mạng lưới gói ghém chặt khít kiểu lục phương ion O2-, ion Al3+ chiếm 2/3 hốc bát diện α-Al2O3 tạo thành nung oxit nhôm hay muối nhôm 1000oC, hay tạo thành phản ứng nhiệt nhôm α-Al2O3 tồn tự nhiên dạng khoáng corundum chứa 90% oxit Corundum nóng chảy 2050oC, sơi gần 3500oC Trong dạng oxit nhơm α-Al2O3 có độ cứng lớn nhất, theo thang Morh, nhờ corundum dùng làm đá mài bột mài kim loại Độ bền nhiệt động độ bền học αAl2O3 giải thích lượng mạng lưới tinh thể lớn Năng lượng tạo nên không tương tác tĩnh điện ion Al3+ O2- mà cịn đóng góp liên kết cộng hóa trị Với bán kính bé điện tích lớn, ion Al 3+ tương tác điện mạnh với ion O2- làm cho cặp electron O2- chiếm obitan p d trống Al3+ Việc chuyển electron từ O2- đến Al3+ làm giảm tương tác tĩnh điện bù lại liên kết cộng hóa trị làm cho α-Al2O3 có độ bền cao γ-Al2O3 tinh thể lập phương không màu khơng tồn tự nhiên Nó tạo nên nung Al(OH)3 550oC, có khả hút ẩm mạnh hoạt động mặt hóa học Ở 1000oC, γ-Al2O3 chuyển hóa thành α-Al2O3, q trình chuyển hóa giải phóng lượng khoảng 7,8 kcal/mol, đồng thời kèm theo 11 co thể tích khoảng 14,3% γ-Al2O3 có khả hấp thụ hoạt tính cao so với α-Al2O3 có nhiều khuyết tật mạng lưới tinh thể b) Crôm oxit Cr2O3 Cr2O3 dạng tinh thể có màu đen ánh kim, có cấu trúc lục phương giống αAl2O3 Cation Cr3+ chiếm 2/3 hốc bát diện Là hợp chất bền crơm, nóng chảy 2265oC, sơi 3027oC Nó có độ cứng tương đương với α-Al2O3 nên thường dùng làm bột mài bóng kim loại Cr2O3 dạng vơ định hình chất bột màu lục thẫm, thường dùng làm bột màu cho sơn thuốc vẽ, cịn dùng để chế tạo thủy tinh màu xanh Gần người ta dùng Cr2O3 kết hợp với SnO2 CaO để chế tạo chất màu hồng Cr2O3 làm tăng nhiệt độ nóng chảy men, muốn giữ nguyên nhiệt độ nóng chảy men phải giảm hàm lượng Al2O3 c) Coban oxit CoO CoO chất bột màu lục thẫm, chất rắn dạng tinh thể lập phương kiểu NaCl, nóng chảy 1810oC CoO thường dùng làm chất xúc tác, bột màu sản xuất thủy tinh gốm Màu hợp chất coban đưa vào thường thường thể màu xanh nhạt đến màu xanh lam tuỳ theo hàm lượng coban Các hợp chất thường kết hợp với Al2O3 ZnO tạo thành hợp chất mang màu, hàm lượng Al2O3 cao màu xanh nhạt Khi trộn CoO với TiO2 ta có men màu xanh lục, nhiên thường gây tượng rạn men, thường sử dụng cho men nghệ thuật Khi cho CoO kết hợp với oxit mangan, sắt, crom tạo nên men màu đen 2.5 Phân loại màu theo vị trí trang trí men màu Xét theo vị trí tương đối men lớp màu, phân loại màu thành Màu men: màu men hỗn hợp gồm chất màu, chất chảy, phụ gia Màu phủ lên bề mặt men, nung chảy lỏng bám dính lên bề mặt men thấm sâu vào lớp men Màu men nung nhiệt 12 độ thấp, khoảng 600-850oC Chất màu nhiệt độ có màu sắc phong phú, có tính thẩm mỹ cao độ bền hoá, bền nhiệt bền kém.Chất chảy phải đảm bảo láng chảy đều, đẹp có khả bám dính tốt với lớp men nền, chúng thường thuỷ tinh, frit dễ chảy hợp chất chì Màu men: thành phần màu men hoàn toàn giống với màu men Màu đưa lên mộc, sau phủ men lên đem nung Nhiệt độ nung cao màu men, khoảng 1175-1220oC Khi nung, chất màu cứng lại, bám chặt vào lớp mộc men Tuy nhiên phải đảm bảo chất màu không bị phản ứng tạo màu phụ Màu men lớp men bảo vệ nên bền trước tác nhân học, hoá học Màu men: chất màu bền nhiệt tổng hợp riêng đưa trực tiếp vào men Sự tạo màu men xảy cách phân bố hạt màuvào men chất màu hòa tan vào men nóng chảy Đối với màu men, kích thước hạt chất màu có ảnh hưởng lớn đến cường độ màu, kích thước hạt nhỏ cường độ màu độ đồng màu cao 2.6 Phản ứng pha rắn 2.7 Dung dịch rắn thay dung dịch rắn xâm nhập 2.8 Cấu trúc mạng tinh thể Solgel 2.9 Các phương pháp tổng hợp Solgel 2.10 Tình hình tổng hợp chất màu mạng lưới tinh thể Solgel 13 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu Do công nghiệp gốm sứ ngày phát triển, chất màu dùng cho gốm sứ ngày quan tâm Trong nhiều năm qua, có nhiều nghiên cứu chất màu Chất màu gốm sứ tổng hợp nhiều chất tinh thể khác để tạo nhiều sản phẩm màu phong phú, đa dạng Solgel CuxMg1 – xAL204 chất sử dụng nhiều sản xuất chất màu Để góp phần tìm quy trình điều chế chất màu có chất lượng ổn định dùng cho gốm sứ, tiến hành khảo sát điều kiện để tổng hợp chất màu xanh mạng Solgel Trước hết tơi nghiên cứu điều kiện hình thành Solgel CuxMg1 – xAL204 từ nguyên liệu khác Từ tiến hành tổng hợp chất màu Solgel thay phần Mg2+ Co2+ theo công thức 1− 4; phần Al3+ Cr3+ theo công thức 2− Sản phẩm bột màu thu đưa vào men để khảo sát cường độ màu, khả phát màu men 3.1.1 Nghiên cứu tổng hợp chất Solgel 3.1.1.1 Chuẩn bị phối liệu Các nguyên liệu nhôm hydroxit Al(OH)3, hợp chất magie (muối bazơ 4MgCO3.Mg(OH)2.6H2O hay MgO) trộn với theo tỷ lệ mol MgO/Al2O3 phù hợp Tùy theo phương pháp tổng hợp chất Solgel phương pháp gốm truyền thống hay phương pháp khuếch tán rắn lỏng mà phối liệu nghiền, sấy, nung… khuếch tán từ pha rắn vào pha lỏng, kết tủa, sau đem nung chế độ nung thích hợp để tạo pha Solgel Trước chuẩn bị phối liệu, phải tiến hành phân tích lại hàm lượng oxit MgO, Al2O3 có nguyên liệu phương pháp chuẩn độ complexon 14 3.1.1.2 Khảo sát ảnh hưởng dạng nguyên liệu đến tạo pha Solgel Các phối liệu chuẩn bị có thành phần quy oxit giống khác dạng nguyên liệu chứa magie Các phối liệu nung nhiệt độ, tốc độ nâng nhiệt thời gian lưu Ảnh hưởng dạng nguyên liệu đến tạo pha Solgel đánh giá thông qua giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) sản phẩm nung Từ chọn dạng nguyên liệu phù hợp để tạo pha Solgel 3.1.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung đến tạo pha Solgel Sau lựa chọn dạng nguyên liệu thích hợp, phối liệu nung nhiệt độ khác với tốc độ nâng nhiệt thời gian lưu Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến tạo pha Solgel đánh giá thông qua giản đồ XRD sản phẩm nung Từ chọn nhiệt độ nung thích hợp để tạo pha Solgel 3.1.1.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian lưu đến tạo pha Solgel Từ kết khảo sát ảnh hưởng dạng nguyên liệu nhiệt độ nung đến tạo pha Solgel, chọn dạng nguyên liệu nhiệt độ nung thích hợp Phối liệu nung với tốc độ đến nhiệt độ cực đại chọn, lưu nhiệt độ khoảng thời gian lưu khác Ảnh hưởng thời gian lưu đến tạo pha Solgel đánh giá thông qua giản đồ XRD sản phẩm nung Từ chọn thời gian lưu thích hợp Từ kết thu tổng hợp pha Solgel, tiến hành tổng hợp chất màu Solgel 3.1.2 Nghiên cứu tổng hợp chất màu Solgel 3.1.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm bột màu 3.1.3.1 Thử màu sản phẩm men gốm 3.1.3.2 Khảo sát cường độ màu, khả phát màu men 3.1.4 Đánh giá độ bền nhiệt sản phẩm màu thu Độ bền màu theo nhiệt độ đo đạc đánh giá cho màu vào men hệ phối liệu gốm sứ cụ thể Chỉ tiêu đánh giá cách so sánh thể màu nung nhiệt độ nung lần đầu màu nung lại nhiệt độ thấp 15 nhiệt độ nung lần đầu khoảng 30 – 50oC Độ bền màu nung không định lượng xác, nguyên tắc đánh giá độ bền màu nung loại bột màu so với điều kiện Thực nghiệm cho thấy độ bền màu nung phụ thuộc vào tinh thể chất màu, nhiệt độ nung, thời gian nung, môi trường nung… Chất màu hai nhiệt độ khác 1150oC 1200oC mơi trường khơng khí, sau so sánh giá trị a*, b*, L* để đánh giá độ bền nhiệt 3.1.5 Khảo sát khả thay đồng hình cation Co 2+, Cr3+ cho Mg2+ Al3+ mạng lưới tinh thể Solgel 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp tổng hợp Solgel bột màu Trong phạm vi đề tài, tiến hành nghiên cứu tổng hợp Solgel hai phương pháp: gốm truyền thống khuếch tán rắn lỏng Từ kết thu được, chúng tơi chọn phương pháp thích hợp để tổng hợp chất Solgel, từ đó, tiến hành nghiên cứu để tổng hợp chất màu mạng tinh thể Solgel thu 3.2.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X Phương pháp nhằm xác định thành phần pha sản phẩm Nhiễu xạ tia X phương pháp xác định nhanh chóng xác pha tinh thể vật liệu [10] Tia X sóng điện từ có bước sóng λ = 0,1 ÷ 30 Å Nguyên tắc phương pháp dựa phương trình Bragg: 2dsinθ = nλ Trong đó: d: khoảng cách mặt mạng n: bậc nhiễu xạ (thường chọn n = 1) 16 (2.1) θ: góc tạo tia tới mặt phẳng mạng λ: bước sóng tia X Theo nguyên tắc này, để xác định thành phần pha mẫu bột, người ta tiến hành ghi giản đồ nhiễu xạ tia X Sau so sánh cặp giá trị d, θ pic đặc trưng mẫu với cặp giá trị d, θ chất biết cấu trúc tinh thể thông qua ngân hàng liệu Atlat phổ Kích thước hạt mẫu tính theo công thức định luật Scherrer (1956): 0,9 = (2.2) cos D: kích thước hạt (nm) λ: bước sóng tia X sử dụng thiết bị XRD (nm) β: độ rộng bán phổ cực đại FWHM (độ) θ: góc nhiễu xạ 3.2.3 Phương pháp phân tích nhiệt 3.2.4 Phương pháp đo màu 3.2.5 Phương pháp đánh giá chất lượng bột màu qua thử nghiệm men màu 3.2.6 Phương pháp đơn biến 3.2.7 Phương pháp chuẩn độ complexon 17 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 4.1 Dụng cụ - Bình định mức, cốc chịu nhiệt (100 mL, 250 mL, 500 mL, 1000 mL) - Bình nón, bình tia, bình hút ẩm, ống đong, buret, pipet, đũa thủy tinh - Bếp điện, chén sứ - Cân phân tích, cân kỹ thuật, cối sứ - Dụng cụ kéo men - Phễu lọc, giấy lọc, rây 4900 lỗ… 4.2 Thiết bị - Lò nung, tủ sấy, máy nghiền hành tinh - Thiết bị phân tích nhiệt DTG-DSC - Thiết bị nhiễu xạ tia X - Thiết bị đo màu men (Phịng thí nghiệm Cơng ty Cổ phần Frit Huế) - Máy ép thuỷ lực 4.3 Hoá chất - Oxit: MgO (P), Cr2O3 (PA) - Hydroxyt: Al(OH)3 (P), NaOH (P), dd NH3 (P) - Axit: HCl (P) - Muối: 4MgCO3.Mg(OH)2.6H2O (P), CoSO4.7H2O (PA), CuSO4 (PA), MgSO4 (PA) - Dung dịch EDTA, nước cất - Đệm amoni, đệm acetat, PAN, ET00, murexit, metyl đỏ, metyl da cam 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt 1.Lê Văn Thanh, Nguyễn Minh Phương (2004), Công nghệ sản xuất chất màu gốm sứ, NXB Xây dựng, Hà Nội 2.Phan Văn Tường (1998), Giáo trình Vật liệu Vơ cơ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 3.Phạm Xuân Yên, Huỳnh Đức Minh, Nguyễn Thu Thủy (1995), Kỹ thuật sản xuất gốm sứ, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tài liệu tiếng Anh 4.A Yu Chapskaya, N.I Radishevskaya, N.G Kasatskii et al (2005), The effect of composition and synthesis conditions on the structure of cobalt-bearing pigments of the Solgel types, Glass & Ceramic, Vol 62, No 11-12, 388-400 5.Belgin Tanisan, Servet Turan (2011), Black ceramic pigments for porcelain tile bodies produced with chromite ores and iron oxide waste, Journal of Ceramic Processing Research, Vol 12, No 4, 462-467 6.E A V Ebsworth, David D H Rankin, Stephen Cradock (1991), Structural methods in Inorganic Chemistry, Blackwell Scientific Publications, Oxford G N Maslennikova (2001), Pigments of the Solgel type, Glass and Ceramics, Vol 58, No 5-6, 216–220 Lesley E Smart, Elsin A Moore (2005), Solid state chemistry – An introduction, Taylor & Francis Group, New York Luiz K.C de Souza, José R Zamian, Geraldo N da RochaFilho et al (2009), Blue pigments based on CoxZn1-xAl2O4 Solgel synthesized by the polymeric precursor method, Dyes & Pigments (81) 187-192 ... lựa chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu tổng hợp chất màu xanh CuxMg1 – xAL204 gốm sứ phương pháp Solgel? ?? 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Sử dụng CuxMg1 – xAL204 gốm sứ phương pháp Solgel để tạo phẩm... thích hợp cho trình tổng hợp vật liệu màu xanh mạng tinh thể Solgel có chất lượng ổn định dùng cho gốm sứ 1.4 Đối tượng nghiên cứu - Đề tài tập trung nghiên cứu Chất màu xanh CuxMg1 – xAL204 gốm sứ. .. mạng lưới tinh thể Solgel 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp tổng hợp Solgel bột màu Trong phạm vi đề tài, tiến hành nghiên cứu tổng hợp Solgel hai phương pháp: gốm truyền thống khuếch