tổng hợp chất màu cho gốm sứ trên nền tinh thể spinen mgcr2x al2-2xo4

MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Error: Reference source not found DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 2 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 5 MỞ ĐẦU 7 1.2. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU CHO GỐM SỨ 8 1.2.2.1. Sự chuyển eletron nội 9 1.2.2.2. Sự chuyển eletron giữa các nguyên tố trong cùng một tinh thể 9 1.2.2.3. Sự chuyển eletron do khuyết tật trong mạng lưới tinh thể 10 1.2.2.4. Sự chuyển các dải năng lượng 10 1.2.5.1. Các nguyên tố gây màu 11 1.2.5.2. Một số oxit tạo màu phổ biến 11 1.3.1. Cơ chế phản ứng pha rắn 12 1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng giữa các pha rắn 14 1.4.1. Cấu trúc của mạng tinh thể spinen 14 1.4.2.1. Phương pháp gốm truyền thống 15 1.4.2.2. Phương pháp khuếch tán rắn - lỏng 16 1.4.2.3. Phương pháp đồng kết tủa 16 1.4.2.4. Phương pháp sol-gel 16 1.6. ĐƯA CHẤT MÀU VÀO MEN 17 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 19 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 2.2.1. Nghiên cứu tổng hợp chất nền spinen 19 2.2.1.1. Chuẩn bị phối liệu 19 2.2.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của dạng nguyên liệu ban đầu đến sự tạo pha spinen 19 2.2.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp tổng hợp đến sự tạo pha spinen 19 2.2.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến sự tạo pha spinen 20 2.2.1.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến sự tạo pha spinen 20 2.2.1.6. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nghiền đến sự tạo pha spinen 20 2.2.1.7. Khảo sát ảnh hưởng của chất khoáng hóa 20 2.2.2. Nghiên cứu tổng hợp chất màu trên nền tinh thể spinen 20 1 2.2.2.1. Tổng hợp chất màu crom MgCr2xAl2-2xO4 20 2.2.2.2. Tổng hợp chất màu niken Mg1-xNixAl2O4 20 2.2.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm bột màu 21 2.2.3.1. Thử màu sản phẩm trên men gốm 21 2.2.3.2. Khảo sát cường độ màu, khả năng phát màu trong men 21 2.2.4. Khảo sát khả năng thay thế đồng hình của Al3+ và Mg2+ bằng Cr3+ và Ni2+ vào mạng lưới tinh thể nền spinen 21 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.4. HOÁ CHẤT, DỤNG CỤ, THIẾT BỊ 26 2.4.1. Hóa chất 26 2.4.2. Dụng cụ 26 2.4.3. Thiết bị 26 3.1. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT NỀN SPINEN 27 3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng dạng nguyên liệu đầu đến sự tạo pha spinen 27 3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp tổng hợp đến sự tạo pha spinen 30 3.1.2.1. Phương pháp khuếch tán rắn lỏng 30 3.1.2.2. Phương pháp đồng kết tủa 32 3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến sự tạo pha spinen 34 3.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu đến quá trình tạo pha spinen 36 3.1.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nghiền đến quá trình tạo pha spinen 37 3.1.6. Khảo sát ảnh hưởng của chất khoáng hóa 39 3.2. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT MÀU TRÊN NỀN SPINEN 42 3.2.1. Tổng hợp chất màu crom MgCr2xAl2-2xO4 42 3.2.2. Tổng hợp chất màu niken Mg1-xNixAl2O4 44 3.2.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm bột màu 45 3.2.3.1. Thử màu sản phẩm trên men gốm 45 3.2.3.2. Khảo sát cường độ màu, khả năng phát màu trong men 46 Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 4.1. KẾT LUẬN 50 4.2. KIẾN NGHỊ 51 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ CIE Commision Internationale Eclierege (Tổ chức quốc tế về chiếu sáng) 2 CIE L*a*b* Hệ tọa độ màu L*a*b* L Biểu diễn độ sáng tối của màu, L* có giá trị nằm trong khoảng 0 ÷ 100 (đen ÷ trắng) a* a* biểu diễn màu sắc trên trục: xanh lục (-) ↔ (+) đỏ b* b* biểu diễn màu sắc trên trục: xanh nước biển (-) ↔ (+) vàng DTA Differential Thermal Analysis (Phân tích nhiệt vi sai) RGB Red Green Blue (Hệ tọa độ màu đỏ - xanh lá cây- xanh da trời) TQ Trung Quốc XRD X-Ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) Lin Linear (Đường tuyến tính) STPP Sodium Tripolyphosphate(Na 5 P 3 O 10 ) CMC Carboxyl methyl cellulse [C 6 H 7 O 2 (OH) 2 CH 2 COONa] n 3 DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC MẪU Ký hiệu Nhiệt độ nung Thời gian Nghiền Lực ép Thời gian Lưu A1200(30) 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 30 phút B1200(30) 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 30 phút D1200(30) 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 30 phút A1200(60) 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút A90 1200 0 C 90 phút 5 Tấn 60phút RL 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút DKT 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút A1100 1100 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút A1150 1150 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút AB0,5 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút AB1,5 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút AB2,0 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút AB2,5 1200 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút AB1100 1100 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút AB1150 1150 0 C 120 phút 5 Tấn 60 phút 4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Ký hiệu Nội dung Trang Bảng 1.1. Một số mạng tinh thể nền thông dụng 12 Bảng 3.1. Thành phần hóa học của các nguyên liệu đầu 27 Bảng 3.2. Thành phần phối liệu các mẫu A1200(30), B1200(30) và D1200(30) 27 Bảng 3.3. Các đặc trưng phổ XRD của các mẫu A1200(30), B1200(30), D1200(30) 30 Bảng 3.4. Tỉ lệ mol MgO/Al 2 O 3 trong hỗn hợp đầu và trong kết tủa 31 Bảng 3.5. Tỉ lệ mol MgO/Al 2 O 3 trong hỗn hợp đầu và trong kết tủa 32 Bảng 3.6. Các đặc trưng phổ XRD của các mẫu A1200, RL, DKT 34 Bảng 3.7. Độ rộng bán phổ của các mẫu A sau khi nung 35 Bảng 3.8. Các đặc trưng phổ XRD của mẫu A1200(30) và A1200(60) 37 Bảng 3.9. Các đặc trưng phổ XRD của mẫu A90, A120 38 Bảng 3.10. Thành phần phối liệu các mẫu A1200; AB0,5; AB1,5; AB2,0; AB2,5 39 Bảng 3.11. Các đặc trưng phổ XRD của mẫu A1200; AB0,5; AB1,5; AB2,0; AB2,5 40 Bảng 3.12. Các đặc trưng phổ XRD của mẫu A1100; A1150; AB1200 42 Bảng 3.13. Công thức hợp thức chất màu niken MgCr 2x Al 2-2x O 4 43 Bảng 3.14. Thành phần phối liệu của các mẫu chất màu từ M1 đến M5 43 Bảng 3.15. Công thức hợp thức chất màu niken Mg 1-x Ni x Al 2 O 4 44 Bảng 3.16. Thành phần phối liệu của các mẫu chất màu từ N2 đến N5 45 Bảng 3.17. Kết quả đo màu của các mẫu men Crom 47 Bảng 3.18. Kết quả đo màu của các mẫu men vàng Niken 47 Bảng 3.19. Bán kính của các cation 49 Bảng 3.20. Thông số mạng lưới mẫu chất màu crom và niken 50 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Ký hiệu Nội dung Trang Hình 1.1 Sơ đồ phản ứng giữa MgO và Al 2 O 3 14 Hình 1.2 Tế bào mạng lưới tinh thể spinen 15 Hình 2.1. Sơ đồ tổng hợp nền spinen 22 Hình 2.2. Sơ đồ tổng hợp chất màu 22 Hình 2.3. Hệ tọa độ biểu diễn màu sắc CIE L*a*b* 25 Hình 3.1. Giản đồ TG-DSC của mẫu A1200(30). 28 Hình 3.2. Giản đồ XRD của các mẫu A1200(30), B1200(30), D1200(30) 29 Hình 3.3. Giản đồ XRD của mẫu A1200(30) , RL và DKT 33 Hình 3.4. Giản đồ XRD của các mẫu A1100, A1150 và A1200 34 Hình 3.5. Giản đồ XRD của mẫu A1200(30) và A1200(60) 36 Hình 3.6. Giản đồ XRD của mẫu A90, A120 37 Hình 3.7. Giản đồ XRD của mẫu A1200; AB0,5; AB1,5; AB2,0; AB2,5 39 Hình 3.8. Giản đồ XRD của mẫu A1100; A1150; AB1200 41 Hình 3.9. Màu của các mẫu crom 43 Hình 3.10. Màu của các mẫu niken 45 Hình 3.11.Giản đồ Các mẫu men crom 45 Hình 3.12.Giản đồ Các mẫu men niken 46 Hình 3.13. Giản đồ XRD của mẫu M1, M2, M3, M4, M5 47 Hình 3.14. Giản đồ XRD các mẫu N2, N3, N4, N5 48 6 MỞ ĐẦU Ở nước ta công nghiệp gốm sứ một trong những ngành cổ truyền được phát triển rất sớm và đến nay đã có những bước phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là ngành sản xuất tấm ốp lát ceramic và granite. Các sản phẩm gốm sứ đã và đang đáp ứng được những nhu cầu về chất lượng, màu sắc và về trang trí. Tuy nhiên công nghệ sản xuất gốm sứ ở nước ta vẫn còn nhiều khó khăn. Trong các hệ chất màu, các chất màu trên cơ sở mạng lưới tinh thể spinen thuộc hệ màu hiện đại nhất vì có nhiều ưu điểm: màu sắc tươi sáng, độ phát màu mạnh, bền trong môi trường sử dụng, chất lượng tốt, đẹp nhưng nhiệt độ nóng chảy cũng không quá cao. Do đó mang lại lợi nhuận cho nhà sản xuất, có thể cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Trong ngành sản xuất gốm sứ, chất màu đóng vai trò rất quan trọng, nó quyết định đến tính thẩm mỹ của sản phẩm, mang lại màu sắc trang trí phong phú, làm cho sản phẩm gốm sứ thêm đa dạng. Song chi phí màu cho sản xuất gốm sứ là khá lớn, chiếm hơn 20% chi phí cho nguyên liệu. Do phần lớn lượng men frit và toàn bộ lượng chất màu để sản xuất gạch ốp lát chúng ta phải nhập ngoại. Điều này làm hạn chế rất lớn vấn đề chủ động nguyên liệu, dẫn đến giá thành sản phẩm cao, làm giảm khả năng cạnh tranh của các sản phẩm gốm sứ Việt Nam trên thị trường trong nước cũng như trên thế giới. Trong tự nhiên cũng tồn tại nhiều khoáng vật có khả năng gây màu, tuy nhiên các khoáng này thường không thể đáp ứng được yêu cầu một chất màu dùng cho gốm sứ vì độ bền nhiệt và độ bền hóa không cao và thường lẫn nhiều tạp chất. Do đó chất màu dùng cho gốm sứ phải là những chất màu tổng hợp bền nhiệt, chúng thường được tổng hợp trên một mạng lưới tinh thể nền như: spinen, zircon, corundum, mulite, olivine, garnet… và được tổng hợp bằng nhiều phương pháp khác nhau. Với mục tiêu tạo ra được chất màu đáp ứng những yêu cầu kĩ thuật, giảm giá thành sản xuất, nhằm tăng khả năng xuất khẩu gạch ốp lát hướng ra thị trường thế giới, việc hình thành một ngành công nghiệp sản xuất chất màu ở Việt Nam là hết sức cần thiết. Để góp một phần vào sự nghiệp phát triển công nghiệp gốm sứ cho đất nước, chúng tôi thực hiện đề tài: "Tổng hợp chất màu cho gốm sứ trên nền tinh thể spinen MgCr 2x Al 2-2x O 4 ”. 7 Chương 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. KHÁI QUÁT VỀ GỐM SỨ [7], [19], [34] Trước đây, gốm sứ là từ dùng để chỉ những sản phẩm mà nguyên liệu để sản xuất đi từ cao lanh và đất sét, sau đó đem nung kết khối ở nhiệt độ cao. Ngày nay, khái niệm gốm sứ được mở rộng hơn rất nhiều, tức là nguyên liệu không chỉ đi từ silicat mà có thể đi từ titanate, ferrite… Những sản phẩm này sau khi nung thiêu kết chúng cho nhiều đặc tính quý giá về mặt kỹ thuật. Khoa học về vật liệu gốm sứ trước hết nhằm nghiên cứu thành phần pha của vật liệu, giải thích và làm sáng tỏ các quá trình biến đổi của chúng. Từ đó xác định điều kiện công nghệ thích hợp, tạo nên những vật liệu mới có hình dạng xác định, thành phần pha và những tính chất được dự báo trước. Việc nghiên cứu cấu trúc vi mô của vật liệu đang là xu hướng của quá trình tạo nên những vật liệu mới. Đặc tính chung của vật liệu gốm là có độ rắn cao, bền nhiệt, bền với môi trường nhưng giòn, dễ vỡ và dễ bị rạn nứt khi có lực tác dụng. Vật liệu gốm có thể được phân chia thành hai loại: gốm truyền thống và gốm kỹ thuật. 1.1.1. Gốm truyền thống [13] Gốm truyền thống có thành phần chủ yếu là silicat, aluminat. Quá trình sản xuất gốm truyền thống thường theo một phương pháp chung là trộn phối liệu thật kỹ rồi tạo hình và nung thiêu kết. Với các loại gốm xây dựng, gốm sinh hoạt và đặc biệt là gốm mỹ nghệ thường còn thêm giai đoạn tráng men và trang trí màu. 1.1.2. Gốm kỹ thuật [11], [13] Sự phát triển rất nhanh của các ngành khoa học và công nghệ mới như điện tử, vô tuyến, kỹ thuật bán dẫn,… đòi hỏi phải có một loại vật liệu có cấu trúc và tính chất đặc biệt đó là gốm kỹ thuật. Gốm kỹ thuật là hỗn hợp các oxit nguyên chất của các nguyên tố đất hiếm, ferit, zirconat, cacbua của các kim loại khác. 1.2. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU CHO GỐM SỨ 1.2.1. Bản chất của chất màu dùng cho gốm sứ [5], [7] Về bản chất, chất màu dùng cho gốm sứ là những khoáng vật tự nhiên hay nhân tạo có màu, có khả năng bền màu dưới tác động của nhiệt độ cao hay với tác nhân hoá học. Màu sắc mà khoáng vật có được là do chúng có khả năng hấp thụ ánh sáng một cách chọn lọc. Nếu khoáng vật hấp thụ toàn bộ ánh sáng trắng chiếu vào thì nó 8 có màu đen, còn nếu phản xạ tất cả ánh sáng chiếu đến thì nó có màu trắng. Khi nó hấp thụ một tia sáng nào đó trong chùm ánh sáng trắng thì chùm tia ló sẽ có màu. 1.2.2. Nguyên nhân gây màu của khoáng vật [5], [7], [10], [31] Với các khoáng vật, màu sắc mà chúng có được là kết quả của việc hấp thụ chọn lọc các tia sáng có bước sóng xác định. Điều này được giải thích bởi trạng thái tồn tại và sự chuyển dịch của điện tử trong phân tử chất màu. Các quá trình chuyển dịch điện tử dẫn đến sự hấp thụ bức xạ điện từ bao gồm: sự chuyển mức năng lượng của eletron bên trong nguyên tử hoặc ion kim loại chuyển tiếp, sự chuyển eletron giữa các nguyên tố trong cùng một cấu trúc tinh thể, sự chuyển điện tử do khuyết tật bên trong cấu trúc tinh thể, sự chuyển mức giữa các dải năng lượng. 1.2.2.1. Sự chuyển eletron nội Trong ion của nguyên tố gây màu có chứa các eletron thuộc phân lớp d và f. Bình thường các eletron này chuyển động trên những orbital có năng lượng xác định (gọi là trạng thái cơ bản). Nhưng khi có ánh sáng chiếu vào, các eletron này sẽ hấp thụ năng lượng ứng với một tia nào đó trong chùm ánh sáng chiếu vào để chuyển lên orbital có mức năng lượng cao hơn (gọi là trạng thái kích thích) làm cho ánh sáng truyền qua có màu. Khoáng vật có màu do sự chuyển mức năng lượng của các eletron thuộc phân lớp 3d thường xảy ra trong các ion kim loại chuyển tiếp như Ti 3+ , Mn 2+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ Còn với các nguyên tố họ lantanoit, màu được tạo ra thông qua sự chuyển mức năng lượng của các electron 4f như các khoáng: monazite, bastnaesite, xenotime, gadolinite 1.2.2.2. Sự chuyển eletron giữa các nguyên tố trong cùng một tinh thể Sự chuyển eletron xảy ra khi các eletron dịch chuyển giữa các ion nằm trong một cấu trúc tinh thể. Sự chuyển điện tích có thể diễn ra từ kim loại sang phối tử, từ phối tử sang kim loại hoặc từ kim loại sang kim loại. Về cơ bản, quá trình này được kích hoạt bởi các tia cực tím có năng lượng cao, nhưng do các dải hấp thụ có thể xuất hiện trong vùng khả kiến làm cho ánh sáng truyền qua có màu. Sự chuyển điện tích diễn ra thuận lợi khi các nguyên tố nằm cạnh nhau trong cùng một cấu trúc tinh thể có khả năng tồn tại ở nhiều mức oxi hoá khác nhau như: Fe 2+ và Fe 3+ , Mn 2+ và Mn 3+ , Ti 3+ và Ti 4+ . Sự chuyển điện tích cũng diễn ra dễ dàng khi có sự mất cân bằng về điện tích do sự thay thế đồng hình, ví dụ như sự thay thế ion Fe 2+ và Mg 2+ bởi ion Al 3+ và Fe 3+ . Các yếu tố này có thể làm cho sự chuyển điện tích xảy ra nhờ những năng lượng kích thích nhỏ (ánh sáng kích thích trong vùng khả kiến) và tạo ra màu trong các khoáng vật. 9 Một số khoáng vật có màu do sự chuyển điện tích gồm: augite, biotite, cordierite, glaucophane và các khoáng amphibole. 1.2.2.3. Sự chuyển eletron do khuyết tật trong mạng lưới tinh thể Về mặt nhiệt động học mà nói sự hình thành khuyết tật ở một nồng độ nào đó là thuận lợi về mặt năng lượng. Trong mạng lưới tinh thể của các khoáng thường chứa các khuyết tật mạng, chính các khuyết tật này có khả năng hấp thụ ánh sáng tạo ra các tâm màu. Có hai loại tâm màu phổ biến: tâm F - electron chiếm các lỗ trống, tâm F’ - electron chiếm các hốc mạng. Sự chuyển mức năng lượng liên quan tới việc chuyển electron ở trong các nút mạng và các hốc trống xuất hiện khá phổ biến trong tự nhiên. Một số khoáng vật có màu do khuyết tật trong mạng tinh thể hay gặp là: halite, fluorite, calcite. 1.2.2.4. Sự chuyển các dải năng lượng Sự đậm màu của các khoáng sicfua và các khoáng vật khác nhau có cùng họ với chúng thường có chung một cơ chế là do sự chuyển dải năng lượng trong vùng từ vùng hóa trị tới vùng dẫn trong tinh thể, các đỉnh hấp thụ ánh sáng nằm trong khoảng vùng khả kiến rộng nên chúng có cường độ màu đậm. 1.2.3. Một số tiêu chuẩn để đánh giá chất màu [7], [19], [33] - Gam màu hay sắc thái màu: là tính đơn màu của màu sắc như xanh, đỏ, tím vàng Nó có thể được xác định dễ dàng bằng trực quan. - Tông màu: là sự biến đổi xung quanh một đơn màu, ví dụ màu xanh gồm xanh lục, xanh dương, xanh chàm - Cường độ màu: là khả năng phát màu hay sự thuần khiết của đơn màu, nó phụ thuộc vào hàm lượng của chất màu. - Độ bền màu: là khả năng chống chịu của chất màu trước tác động của nhiệt độ cao, tác nhân hoá học thể hiện trên một hệ gốm sứ nào đó. Độ bền màu được so sánh bằng cách nung mẫu ở hai nhiệt độ cách nhau từ 30 o C đến 50 o C. - Độ phân tán (độ đồng đều): là khả năng phân bố của hạt chất màu trên bề mặt sản phẩm gốm sứ. Nó góp phần rất lớn quyết định tính thẩm mỹ của sản phẩm. Kích thước của hạt màu là yếu tố quan trọng quyết định tính chất này, chất màu cho gốm sứ thường có kích thước nhỏ hơn 50 µm. 1.2.4. Cơ sở hoá lý về tổng hợp chất màu cho gốm sứ [7], [11] Chất màu cho gốm sứ thường là chất màu tổng hợp nhân tạo. Chúng được tổng hợp dựa trên cơ sở của việc đưa các ion kim loại chuyển tiếp hoặc đất hiếm (ion gây màu) vào mạng lưới tinh thể của một chất làm nền. Việc đưa ion gây màu 10 [...]... nhất để tổng hợp spinen đi từ những hóa chất trong phòng thí nghiệm Từ kết quả tổng hợp chất nền spinen chúng tôi tiến hành tổng hợp chất nền có thêm chất khoáng hóa, tổng hợp chất màu trên nền khoáng spinen bằng sự thay thế đồng hình giữa các Al3+ với Cr3+, ion Mg2+ với Ni2+ để tạo ra chất màu crom MgCr2xAl2-2xO4 và chất màu niken Mg1-xNixAl2O4 Bột màu thu được sẽ được chúng tôi kiểm tra chất lượng... cứu tổng hợp chất màu trên nền tinh thể spinen Chúng tôi tiến hành thay thế một phần ion Al 3+ và Mg2+ trong mạng tinh thể nền spinen bằng ion Cr3+ và Ni2+ để tạo ra chất màu crom MgCr 2xAl2-2xO4 và chất màu niken Mg1-xNixAl2O4 2.2.2.1 Tổng hợp chất màu crom MgCr2xAl2-2xO4 Nguyên liệu ban đầu gồm Al(OH)3 (TQ), 4MgCO3.Mg(OH)2.5H2O (QT) và K2Cr2O4.7H2O (TQ) được trộn đều với nhau theo tỉ lệ mol thích hợp. .. đối với vật liệu gốm, nó là dạng spinen đã được nghiên cứu nhiều về tính chất, ứng dụng và phương pháp tổng hợp Spinen MgAl 2O4 có độ bền cơ học tốt, độ bền hóa học tuyệt vời nên được ứng dụng rất nhiều trong công nghệ vật liệu, đặc biệt là vật liệu gốm Với những ưu điểm trên vấn đề tổng hợp chất màu cho gốm sứ trên cơ sở mạng lưới tinh thể nền spinen rất được quan tâm 1.5 VAI TRÒ CỦA CHẤT KHOÁNG HÓA... sấy, ép viên, nung và lưu ở thời gian lưu thích hợp như tổng hợp spinen để tạo ra chất màu 2.2.2.2 Tổng hợp chất màu niken Mg1-xNixAl2O4 Nguyên liệu ban đầu gồm Al(OH)3(TQ), 4MgCO3.Mg(OH)2.5H2O và Ni(NO3)2.6H2O, được chuẩn bị giống như tổng hợp chất màu crom 20 2.2.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm bột màu 2.2.3.1 Thử màu sản phẩm trên men gốm Sản phẩm màu thu được sẽ được kéo men bằng phương pháp công... đó không thể đưa Cr 2O3 vào men quá 3% Khi hàm lượng khoảng 1-1,5%, Cr2O3 làm cho men có màu xanh lục, nó còn được dùng để chế tạo thủy tinh màu xanh b Coban oxit CoO CoO là chất bột màu lục thẫm, là chất rắn dạng tinh thể lập phương kiểu NaCl, CoO nóng chảy ở 1810oC CoO thường được dùng làm chất xúc tác, bột màu trong sản xuất thủy tinh và gốm Màu do hợp chất coban đưa vào thường thể hiện là màu từ... lượng coban CoO kết hợp với Si, Cr: Co-Si cho màu xanh, Co-Cr-Si cho màu xanh lá cây… c Kẽm oxit ZnO Bản thân ZnO riêng lẻ không tạo màu, tuy nhiên dưới ảnh hưởng của các chất màu lại cho màu khác nhau Chẳng hạn, khi thêm ZnO vào men crôm thì màu lục sẽ giảm dần và chuyển sang màu xám bẩn Thêm ZnO vào men niken sẽ cho các màu khác nhau Nung với men coban, ZnO có tác dụng làm cho màu trong sáng và mất... tím Trong men có chứa sắt, khi cho ZnO sẽ có màu nâu đỏ Đặc biệt trong men nâu đỏ có chứa Cr2O3 thì không thể thiếu ZnO d Niken oxit NiO NiO là chất rắn màu lục, dạng tinh thể lập phương kiểu NaCl, nóng chảy ở 1990oC NiO có thể nấu chảy với nhiều oxit của kim loại tạo nên những hợp chất có màu NiO thường được dùng làm chất xúc tác, bột màu trong sản xuất thủy tinh và gốm sứ 1.3 PHẢN ỨNG GIỮA CÁC PHA...vào mạng lưới tinh thể nền được thực hiện bằng phản ứng pha rắn giữa các oxit hoặc các muối Ion gây màu trong tinh thể nền ở dạng dung dịch rắn xâm nhập, dung dịch rắn thay thế hoặc tồn tại ở dạng tạp chất Do đó, cấu trúc của chất màu là không hoàn chỉnh, các thông số mạng lưới tinh thể bị sai lệch Cấu trúc lớp vỏ điện tử của nguyên tố gây màu bị biến dạng dưới tác động của trường tinh thể Sự suy biến... cấp độ nguyên tử, phân tử nên có thể tổng hợp phối liệu với cấp hạt cỡ µm hoặc nm Vì thế mức độ tiếp xúc giữa các cấu tử phản ứng rất cao, làm cho nhiệt độ phản ứng pha rắn thấp hơn nhiều so với phương pháp gốm truyền thống Đồng thời, sản phẩm sau khi thiêu kết có độ chắc đặc rất cao 1.4.3 Tình hình tổng hợp chất màu trên nền tinh thể spinen [22], [23], [30] Trong số các spinen thì MgAl 2O4 đóng vai trò... 2.2.3.2 Khảo sát cường độ màu, khả năng phát màu trong men Các chỉ tiêu kỹ thuật của bột màu tổng hợp được như cường độ màu, độ phân tán của màu ứng dụng trong gạch ốp lát được đánh giá tại phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm của nhà máy men Frit-Huế 2.2.4 Khảo sát khả năng thay thế đồng hình của Al3+ và Mg2+ bằng Cr3+ và Ni2+ vào mạng lưới tinh thể nền spinen Với sản phẩm màu tổng hợp được chúng tôi đem . để tổng hợp spinen đi từ những hóa chất trong phòng thí nghiệm. Từ kết quả tổng hợp chất nền spinen chúng tôi tiến hành tổng hợp chất nền có thêm chất khoáng hóa, tổng hợp chất màu trên nền. hơn 50 µm. 1.2.4. Cơ sở hoá lý về tổng hợp chất màu cho gốm sứ [7], [11] Chất màu cho gốm sứ thường là chất màu tổng hợp nhân tạo. Chúng được tổng hợp dựa trên cơ sở của việc đưa các ion kim. của chất khoáng hóa 39 3.2. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT MÀU TRÊN NỀN SPINEN 42 3.2.1. Tổng hợp chất màu crom MgCr2xAl2-2xO4 42 3.2.2. Tổng hợp chất màu niken Mg1-xNixAl2O4 44 3.2.3. Đánh giá chất