Những chất màu đen dùng cho gốm được tạo nên bằng cách nung một vài oxit với nhau để chúng tạo ra cấu trúc spinel. Công thức hóa học của loại chất màu này là ví dụ minh họa điển hình về tính linh động của cấu trúc spinel trong việc kết chặt chẽ các nguyên tố khác nhau trong cùng một hệ. Bảng dưới đây cho thấy năm hệ chất màu đen spinel khác nhau.
Sự khác nhau về màu sắc của cùng một loại cấu trúc tinh thể là điều rất quan trọng. Thông thường những chất trong đó có cùng một loại công thức hóa học cơ sở của cùng cấu trúc tinh thể có tính chất hóa lý tương hợp nhau gần như hoàn toàn. Do đó, khi trộn chúng với nhau có thể tạo ra được những màu sắc trung gian.
Bảng1.2. Một số hệ spinel AB2O4ứng với các màu sắc khác nhau Màu sắc Công thức hóa học Màu sắc Công thức hóa học
Xanh blue CoAl2O4 Nâu (Zn, Fe)Fe2O4
Xanh xám blue-
ray Co2SnO2 Nâu (Zn, Fe)(Fe, Cr)2O4
Xanh blue-green Co(Al, Cr)O4 Đen (Fe, Co)Fe2O4
Xanh green CoCr2O4 Đen (Co, Fe)(Fe, Cr)2O4
Xanh green Co2TiO4 Đen (Fe, Mn)(Fe, Mn)
2O4
Hồng Zn(Al, Cr)2O4 Nâu (Fe, Mn)(Fe, Cr, Mn)2O4
Nâu Fe(Fe, Cr)2O4 Xanh blue CoAl2O4/Co2SnO4
Nâu Fe2TiO4 Đen (Ni, Fe)(Cr, Fe)2O4
Nâu NiFe2O4 Nâu (Zn, Mn)Cr2O4
Một số kết quả nghiên cứu tổng hợp chất màu trên cơ sở mạng niken crom oxit:
* Các tác giả: G.Costa, V.P.Della, M.J.Riberio, A.P.N. Oliveria, G.Monros, J.A. Labrincha đã “ Tổng hợp chất màu đen gốm từ các nguồn thải thứ cấp” đi từ các nguồn nguyên liệu thứ cấp là bã thải giàu Cr, Ni của công nghiệp mạ, công nghiệp luyện kẽm và sắt. Sau khi lên men trên gốm đã thu được sản phẩm gốm có màu đen chất lượng tương tụ các sản phẩm thương mại
* Các tác giả R.I.Lazau, Cornelia Pacurariu, D.Becherescu, R.Ianos đã tổng hợp chất màu gốm chứa crom từ nước thải thuộc da. Kết quả thu được chất màu hồng có cấu trúc spinel là ZnO.0,95Al2O3.0,05Cr2O3, chất màu xanh lục là (1- x)ZnO.xCoO.(1-y)Al2O3.yCr2O3 với x= 0,5 và y= 0,33
* Theo Dyes and Pigments, Volume 77, Issue 1, 2008, Pages 137-144, tác giả G. Costa, V.P. Della, M.J. Ribeiro, A.P.N. Oliveira, G. Monrús and J.A. Labrincha- đã tổng hợp được chất màu đen cho gốm đi từ nguyên liệu thứ cấp là bã thải giàu Ni/Cr và Fe của công nghiệp mạ, công nghiệp luyện kẽm, sắt. Sau khi kéo men trên gốm thu được sản phẩm gốm có màu đen chất lượng tương tự các sản phẩm thương mại.
* Theo Journal of the European Ceramic Society, Volume 26, Issues 4- 5, 2006, Pages 735-740, các tác giả Emel Ozel, Gurkan Unluturk and Servet Turan đã tổng hợp chất màu nâu dùng cho gốm cách điện đi từ nguồn bã thải chứa ferrochrome, ferromanganese với một tỷ lệ nhất định các oxit crôm, oxit sắt đem nung ở nhiệt độ 13000C thu được chất màu nâu đen, sau đó đem kéo men thu được sản phẩm gốm cách điện.
* Theo Journal of the European Ceramic Society, Volume 23, Issue 12, November 2003, Pages 2097-2104 của các tác giả Emel Ozel and Servet Turan – tổng hợp được chất màu nâu cỡ hạt nano mét bằng phương pháp kết tủa trong dung dịch rượu – nước.
* Theo Journal of the European Ceramic Society, Volume 23, Issue 12, November 2003, Pages 2097-2104 của các tác giảEmel Ozel and Servet Turan các oxit Cr2O3 và Fe2O3 tinh khiết, có bổ sung thêm Zn và Mg, sản phẩm thu được có màu sắc từ nâu đến đen. Như vậy, việc tổng hợp chất màu trên cơ sở mạng spinen chứa sắt – crôm – niken có thể được tiến hành từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau và bằng các phương pháp khác nhau.
Với đề tài luận văn tốt nghiệp, tôi chọn phương pháp tổng hợp đi từ nguồn nguyên liệu hoá chất sẵn có theo phương pháp nung phân hủy muối, Sản phẩm thu được ứng dụng làm chất màu cho gốm.