Chúng tôi cũng tiến hành thay thế một phần Zr bằng Cu để được màu xanh lá mạ: Zr1-xCuxSiO4.
Chọn x = 0,1 ta được hệ:
Zn0,9Cu0,1SiO4.
Nguyên liệu ban đầu gồm ZrO2 (M = 123), Cu(NO3).3H2O (M = 242), cát, tro trấu ( Quy trình nung trấu như Hình 3.14). Phối liệu được tính toán theo tỉ lệ số mol hợp thức trong sản phẩm, kết quả như Bảng 3.6. Chọn số mol ZrO2 = 0,1 mol.
Bảng 3.6. Thành phần phối liệu của hệ Zircon - Cu theo cát
x Công thức mẫu Số mol ZrO2 (mol) Số mol CuO (mol) Số mol SiO2 (mol) Khối lượng ZrO2 (g) Khối lượng Cu(NO3)2.3H2O (g) Khối lượng cát (g) 0,1 Zr0,9Cu0,1SiO4 0,09 0,01 0,1 11,07 2,42 6
Mẫu được kí hiệu là ZCU1.
Bảng 3.7. Thành phần phối liệu của hệ Zircon - Cu theo tro trấu
x Công thức mẫu Số mol ZrO2 (mol) Số mol CuO (mol) Số mol SiO2 (mol) Khối lượng ZrO2 Khối lượng Cu(NO3)2.3H2O (g) Khối lượng tro (g)
50
(g)
0,1 Zr0,9Cu0,1SiO4 0,09 0,01 0,1 11,07 2,42 5,66
Mẫu được kí hiệu là: ZCU2.
Quy trình tổng hợp tương tự như tổng hợp chất màu xanh coban. Quy trình được minh họa như trong Hình 3.1.
Ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến nhiệt độ nung thiêu kết
Để nguyên cứu ảnh hưởng của nguyên liệu ban đầu đến chất lượng sản phẩm, chúng tôi tiến hành tổng hợp, sử dụng hai nguyên liệu là cát và tro trấu. Thành phần phối liệu như Bảng 3.8.
Bảng 3.8. Thành phần phối liệu của mẫu Zr0,9Cu0,1SiO4
Kí hiệu mẫu Cát Tro Cu(NO3)2.3H2O ZrO2
ZCU1 X X X
ZCU2 X X X
Do cùng khảo sát trên hệ tinh thể zircon chỉ khác nhau về thành phần Cr2O3 và Cu(NO3)2.3H2O và do điều kiện cũng như thời gian nghiên cứu khóa luận có hạn nên chúng tôi sử dụng giản đồ của mẫu ZCR1 và ZCR2 để khảo sát mẫu ZCU1 và ZCU2. Chúng tôi chọn nhiệt độ nung sơ bộ của mẫu là 10000C lưu trong 1 giờ, nhiệt độ nung thiêu kết 12000C lưu trong thời gian 3 giờ để khảo sát.
Hỗn hợp sau khi nung sơ bộ được ép viên rồi nung thiêu kết. Sản phẩm được gửi đo XRD để xác định thành phần pha. Kết quả như Hình 3.26., 3.27.
51
Hình 3.26. Giản đồ XRD của mẫu ZCU1 ở 12000
C – 3 giờ
Hình 3.27. Giản đồ XRD của mẫu ZCU2 ở 12000
C – 3 giờ
Từ giản đồ XRD của mẫu ZCU1 và ZCU2 ở hình 3.26. và hình 3.27. ta có nhận xét sau:
- Hình 3.26 tại nhiệt độ nung thiêu kết ở 12000C mẫu ZCU1 đã hình thành pha zircon. Vẫn còn một số peak tạp chất.
52
- Hình 3.27 tại nhiệt độ nung thiêu kết ở 12000C mẫu ZCU2 đã hình thành pha zircon. Vẫn còn một số peak tạp chất.
Từ đó chúng tôi rút ra kết luận:
Ở 12000C đối với các mẫu ZCU1 và ZCU2 đều hình thành pha zircon, các mẫu vẫn còn lẫn một ít peak tạp chất nhưng không đáng kể. Để khảo sát mẫu nào ra sản phẩm đẹp cũng như sự khác nhau về thành phần nguyên liệu ban đầu. Chúng tôi tiến hành tráng men cả hai mẫu.
Kiểm tra sản phẩm sau khi tráng men
Thành phần và tỉ lệ tráng men của mẫu ZCU1 như sau: Men vẫn sử dụng men pha sẵn.
Lấy 4 ml men + 0,25 ml nước + 0,5 g màu. Kết quả như Hình 3.28.
Hình 3.28. Mẫu ZCU1 – 12000C – 3 giờ - 0,5 g – 3 giờ
Sau đó nâng lượng màu lên 0,75 g màu, tỉ lệ vẫn giữ như trên. Kết quả như Hình 3.29.
53
Nhận xét:Sắc màu của hệ nền tinh thể Zr0,9Cu0,1SiO4 rất nhạt nên dù đã nâng lượng
bột màu lên 0,75 g màu mà sắc thái màu vẫn nhạt. Màu sau khi tráng men ra màu xanh lá mạ, bề mặt men nhẵn bóng, láng đẹp, màu phân bố đồng đều.
Thành phần và tỉ lệ tráng men của mẫu ZCU2 như sau:
Lấy 4 ml men + 0,25 ml nước + 0,5 g màu. Kết quả như Hình 3.30
Hình 3.30. Mẫu ZCU2 - 12000C – 3 giờ - 0,5 g – 3 giờ
Hình 3.31. Mẫu ZCU2 - 12000C – 3 giờ - 0,75 g – 3 giờ
Nhận xét: Đối với mẫu ZCU2 nguyên liệu đi từ silica tro trấu nên sản phẩm
54
màu đậm hơn cùng với lượng màu như mẫu ZCU1. Mẫu ZCU2 bề mặt men nhẵn bóng, láng đẹp, màu phân bố đồng đều.
Kết luận:
- Để hình thành pha zircon nhiệt độ nung thiêu kết phải từ 12000C trở lên.
- Nguyên liệu ban đầu là silica tro trấu thì màu đẹp hơn, đậm hơn và phân bố đồng đều hơn.
- Tỉ lệ để màu đều khắp bề mặt xương gốm là: 4 ml men + 0,25 ml nước + 0,75 g màu.
Kết luận chung:
Qua quá trình điều chế và thử nghiệm chất màu xanh lá mạ trên nền tinh thể zircon, chúng tôi rút ra một vài kết luận sau:
- Chất màu được tổng hợp trên nền hệ tinh thể zircon có nhiệt độ hình thành tương đối cao, khoảng 12000C với thời gian lưu là 3 giờ.
- Nếu nguyên liệu ban đầu đi từ silica tro trấu thì nền tinh thể zircon hình thành pha nhanh và dễ dàng hơn silica cát do hoạt tính phản ứng cao của nó. Cho ra màu đẹp và sắc thái màu cũng đậm hơn silica cát.
- Đối với hệ Zr0,9Cr0,1SiO4 thì nhiệt độ nung thiêu kết có thể cao hơn nữa do bột màu sau khi tráng men bề mặt vẫn không láng, vẫn còn hạt.
- Đối với hệ Zr0,9Cu0,1SiO4 thì ở nhiệt độ 12000C dù nguyên liệu đi từ silica cát hay tro trấu đều hình thành pha zircon. Tuy nhiên vẫn lẫn các tạp chất không đáng kể.
- Hỗn hợp men màu đạt tỉ lệ men: 4 ml men + 0,75 g màu + 0,25 ml nước, nung ở 12000C lưu trong 3 giờ thì màu phủ hết bề mặt sản phẩm, cho sản phẩm màu xanh lá mạ. Ngoài ra cần chú ý đến cách quét men đã pha màu vì cách quét cũng ảnh hưởng đến màu sản phẩm.
- Màu trên sản phẩm càng đậm khi lượng màu thêm vào càng nhiều.