焦硅酸钕变色陶瓷色料及其墨水的制备与性能研究

发布时间：2023-11-25 06:28

　　近年来,建筑陶瓷的装饰在采用丝网与辊筒印花技术后,又实施了先进的数字化喷墨打印技术。陶瓷喷墨打印被称为建筑陶瓷印花技术的第三次革命,已成为建陶行业重要的经济增长点。经过数年的发展,喷墨打印技术逐步实现国产化。当前,国产喷墨打印设备和装饰墨水已得到广泛应用。国外已开发出具有功能化的陶瓷墨水,并成功将其应用于建筑陶瓷,如下陷釉墨水、闪光墨水等。而国产的功能化陶瓷墨水尚处于起步阶段。本论文以钕-硅体系为研究对象,采用不同的方法(如,Pechini溶胶-凝胶法、St?ber溶胶包覆法、共沉淀法和固相反应法)合成具有变色效果的焦硅酸钕(Nd2Si2O7)陶瓷色料,并以优选条件下制备的Nd2Si2O7陶瓷色料为原料,通过添加一定量的有机溶剂、润湿剂和分散剂,采用机械研磨分散法制备Nd2Si2O7变色陶瓷墨水,将其应用于陶瓷砖的装饰,制备出具有变色效果的陶瓷砖。本论文首先采用Pechini溶胶-凝胶法制备了Nd2Si2O7粉体。通过引入矿化剂Li Cl使Nd2Si2O7的析晶温度降低约200 oC。在不同的标准光照射条件下,Nd2Si2O7粉体呈现出不同颜色,表明Nd2Si2O7可作为一种具有变色效...

【文章页数】：171 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 喷墨打印技术概述
        1.1.1 喷墨打印的原理
            1.1.1.1 连续喷墨打印
            1.1.1.2 按需喷墨打印
        1.1.2 喷墨打印技术的关键
            1.1.2.1 喷墨打印设备
            1.1.2.2 喷墨打印墨水
        1.1.3 喷墨打印的优势
        1.1.4 喷墨打印的发展历程
    1.2 陶瓷喷墨打印技术
        1.2.1 陶瓷喷墨打印设备
        1.2.2 陶瓷喷墨打印墨水制备方法
            1.2.2.1 溶胶法
            1.2.2.2 微乳液法
            1.2.2.3 分散法
            1.2.2.4 多元醇法
        1.2.3 陶瓷喷墨打印墨水研究现状
            1.2.3.1 特种陶瓷墨水
            1.2.3.2 装饰陶瓷墨水
    1.3 微/纳米粉体的分散
        1.3.1 分散稳定性
        1.3.2 影响分散稳定性的因素
        1.3.3 颗粒间的相互作用
        1.3.4 分散稳定机理
            1.3.4.1 静电稳定机制
            1.3.4.2 空间位阻机制
            1.3.4.3 联合稳定机制
    1.4 本课题研究的背景、意义、研究内容及创新点
        1.4.1 研究背景和意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 创新点
第二章 实验原料、仪器与测试方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 测试与表征
        2.3.1 热分析
        2.3.2 物相分析
        2.3.3 形貌分析
        2.3.4 光谱分析
        2.3.5 粒度分析
        2.3.6 颜色表征
        2.3.7 粘度测试
        2.3.8 表面张力测试
    2.4 本章小结
第三章 溶胶-凝胶法合成Nd₂Si₂O₇陶瓷色料
    3.1 引言
    3.2 Pechini溶胶-凝胶法
        3.2.1 实验过程
        3.2.2 结果与讨论
            3.2.2.1 原料配比对合成Nd₂Si₂O₇的影响
            3.2.2.2 氯化锂对合成Nd₂Si₂O₇的影响
            3.2.2.3 颜色性能
            3.2.2.4 变色机理
    3.3 溶胶包覆法
        3.3.1 实验过程
        3.3.2 结果与讨论
            3.3.3.1 SiO₂微球的形貌与粒度分布
            3.3.3.2 SiO₂微球的形成过程
            3.3.3.3 Nd₂Si₂O₇粒子的形貌
            3.3.3.4 Nd₂Si₂O₇粒子的颜色性能
            3.3.3.5 Nd₂Si₂O₇粒子的形成过程
    3.4 本章小结
第四章 共沉淀法合成Nd₂Si₂O₇陶瓷色料
    4.1 引言
    4.2 实验过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 沉淀剂的选择
            4.3.1.1 物相分析
            4.3.1.2 热分析
            4.3.1.3 前驱体的热力学分析
        4.3.2 表面活性剂对前驱体的影响
        4.3.3 表面活性剂对Nd₂Si₂O₇粉体的影响
            4.3.3.1 物相分析
            4.3.3.2 颜色性能
            4.3.3.3 形貌分析
    4.4 本章小结
第五章 固相法合成Nd₂Si₂O₇陶瓷色料
    5.1 引言
    5.2 实验过程
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 原料预处理
            5.3.1.1 粒度分布
            5.3.1.2 物相变化
        5.3.2 研磨时间对合成Nd₂Si₂O₇的影响
            5.3.2.1 物相分析
            5.3.2.2 热分析
            5.3.2.3 形貌分析
        5.3.3 矿化剂对合成Nd₂Si₂O₇的影响
            5.3.3.1 物相分析
            5.3.3.2 热分析
            5.3.3.3 形貌分析
        5.3.4 颜色性能
    5.4 本章小结
第六章 Nd₂Si₂O₇合成过程中动力学
    6.1 引言
    6.2 实验过程
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 动力学基本理论
        6.3.2 图解法分析Nd₂Si₂O₇析晶过程
        6.3.3 Nd₂Si₂O₇析晶过程活化能的计算
        6.3.4 Li Cl对Nd₂Si₂O₇析晶过程的影响
    6.4 本章小结
第七章 Nd₂Si₂O₇陶瓷墨水的制备与性能
    7.1 引言
    7.2 实验过程
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 原料的选择
        7.3.2 分散剂对研磨效果的影响
            7.3.2.1 离子型分散剂
            7.3.2.2 非离子型分散剂
        7.3.3 分散剂对粘度的影响
        7.3.4 表面张力
        7.3.5 墨水稳定性
        7.3.6 墨水综合性能
        7.3.7 墨水在陶瓷釉面的呈色性能
    7.4 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3867451