Wpływ jakości surowców na właściwości barwiące cyrkonowego pigmentu prazeodymowego

• Autorzy: Cecylia Dziubak
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Pigment cyrkonowo-prazeodymowy jest syntetycznym krzemianem cyrkonu, którego żółta barwa pochodzi od chromoforu prazeodymowego wbudowanego do sieci podczas jego syntezy w wysokotemperaturowym procesie. Przedstawiono wyniki wytwarzania dobrych jakościowo pigmentów metodą ceramiczną z drobnoziarnistego ZrO₂ (d₅₀~1,5 μm) i gruboziarnistego SiO₂ (d₅₀~19,50 μm) w obecności mieszaniny mineralizatorów z małą zawartością fluorku sodu. Wykazano inhibitujące działanie chromoforu prazeodymowego względem syntezy krzemianu cyrkonu jako osnowy. Wyniki badań zależności parametrów barwy pigmentu od jakości surowców przedstawiono dla zestawu surowcowego o stałym składzie, wypalanego w temperaturze 1150°C. Do badań strukturalnych wykorzystano ilościową analizę rentgenowską. Barwę pigmentów określano pośrednio przez pomiar parametrów L*, a*, b* szkliw, które wykonano z udziałem 5% pigmentu na bazie fryty transparentnej o temperaturze wypalania 1100°C w cyklu szybkim. (abstrakt oryginalny)

EN

The efect of material quality on the colouring properties of the zirconium praseodymium pigment The zirconium praseodymium pigment is synthetic zirconium silicate, which yellow colour derives from the praseodymium chromophore built into its lattice in the course of its high-temperature synthesis. Study results have been presented to confirm that pigments of good quality are produced with the ceramic method from fine-grained ZrO₂ (d₅₀~1,5 μm) and coarse-grained SiO₂ (d₅₀~19,50 μm) in the presence of a mixture of mineralizers with a low content of sodium fluoride. The praseodymium chromophore displaying an inhibitory action in the synthesis of zirconium silicate as the matrix was demonstrated to have a significant effect on the pigment colour. The results of studies of the relation between the pigment colour parameters and the quality of materials referred to a set of materials of constant composition, fired at the temperature of 1150°C. For structural studies, quantitative X-ray analysis was applied. The colour of pigments was determined indirectly by measuring the L*, a*, and b* parameters of glazes with a 5% content of the pigment produced on the basis of a transparent frit in a fast firing cycle at the temperature of 1100°C. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Wyroby ceramiczne; Inżynieria materiałowa

EN

Ceramic products; Materials engineering

• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2011
• Numer: nr 4
• Strony: 4--11

Twórcy

autor

Cecylia Dziubak

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Warszawie

Bibliografia

• Demiray T., Nath D. K., Hummel F. A.: Zircon-Vanadium Blue Pigment. Journ. of the Am. Ceram. Soc. 1, vol. 53, (1970) s. 1÷4.
• BeltránA., Bohm S., Flores-Riveros A., Igualada J. A., Monrós G., Andrés J., Luana V., Martin Pendras A.: Ab Initio Cluster- in-the-Lattice Description of Vanadium-Doped Zircon. Analysis of the Impurity Centers V4+: ZrSiO₄. J. Phys. Chem. 97, (1993), 2555÷2559.
• Rubio-Puzzo L., Caracoche M. C., Cerrera M. M.: Hyperfine Characterization of pure and Doped Zircons. Journ. of Solid State Chemistry. 150, (2000), s. 14÷18.
• Dziubak C., Gąsiński A.: Wpływ ilościowo-jakościowego składu mineralizatorów na właściwości struktury krystalicznej niebieskiego pigmentu cyrkonowo-wanadowego. Szkło i Ceramika 3, (2007), s. 12÷18.
• Broll A.: Zirkonfarbkörper - durch Neuen twicklungen eine lücken lose Farb palette für die keramische Industrie. Keram. Zeit. 30, 6, (1978), s. 324÷325.
• Broll A., Beyer H. H., Kleinschmit P.: Einschlußpigmente, Farbkörper nach einen neunen Prinzip. Chem. Zeit. 101, 7÷8, (1977), s. 319÷
• Kleinschmit P.: Farbkörper nach einen neunen Prinzip. Keram. Zeit. 12, (1978), s. 688÷702.
• Dziubak C.: Nieorganiczne pigmenty inkluzyjne. Szkło i Ceramika 2, (2005), 2÷5.
• Trojan M.:Oranžowý keramický pigment typu ZrSiO₄-Cd(S,Se). Sborník vedeckých praci. Sci. Pap.49, (1986), s. 251÷269.
• Dziubak C., Rutkowski R., Gebel R.: Pigmenty nieorganiczne do barwienia wyrobów ceramicznych. Szkło i Ceramika 1, (2001), s. 10÷14.
• Dziubak C.: Minerały syntetyczne do barwienia wyrobów ceramicznych. CERAMIKA 60, (2000), s. 383÷387.
• Booth F. T., Peel G. N.: The Preparation and Properties of somme Zirconium Stain. Trans. Brit. Ceram. Soc.61, 7, (1962), s. 258÷400.
• Wildblood N. C.: Fluorin in Ceramic Colors. Journ. Brit. Ceram. Soc. 72, 1, (1973), s. 31÷33.
• Dziubak C.: Specyficzne właściwości mineralizatorów. Szkło i Ceramika 6, (2006), s. 10÷15.
• Del Nero G., Cappelletti G., Ardizzone S., Fermo P., Gilardoni S.: Yellow Pr-zircon pigments. The role of praseodymium and of the mineralizer. Journ. of the Europ. Ceram. Soc. 24 (2004) s. 3603÷3611.
• Eppler R. A.: Solid State Reaction in the Preparation of Zircon Stain. Physics of Electronic Ceramics (1969), s. 1021÷1045.
• Dziubak C., Pieczarowski H., Mońko B.: Wpływ temperatury syntezy i ilości mineralizatorów na barwę i parametry komórki elementarnej spinelu cynkowo-chromowo-glinowego. Szkło i Ceramika 34, 1, (1983), s. 17÷19.
• Matsui K., Ogai M.: Formation mechanism of hydrous zirconia particles produced by the hydrolysis of ZrOCl₂ solutions: III Kinetics study for the nucleation and crystal-growth processes of primary particles. Jour. Am. Cer. Soc. 84, 10, (2001), s. 2303÷2312.].
• Dziubak C.: Rola mineralizatorów w procesie wytwarzania pigmentów ceramicznych. Szkło i Ceramika 5, (2004), s. 8÷11.
• Tartaj P., Serna C. J., Moya J. S., Requena J., Ocaña M., De Aza S., Guitian F.: The formation of zircon from amorphous ZrSiO₄ powders. J. Mat.Sci. 31, (1996), s. 6089÷6094.
• Monros G., Carda J., Tena M. A., Escribano P., Alarcon J.: Effects of ZrO2 precursors on the synthesis of V-ZrSiO₄ solid solution by the sol-gel method. J. Mat. Sci. 27, (1992), s. 351÷357.
• Trojan M.: Połuczenie cyrkonowych pigmentow iz minerała cyrkona. Steklo i Keramika, 9, (1989), s. 29÷30.
• Trojan M; Nove zirkonowe pigmenty pripravovane z minerału cyrkonu. Praci Vys. Škola Chem. Pardubice 53, (1989), s. 235÷239.
• Trojan M.: Synthesis of Yellow Pigment from Zircon Mineral. Dyes and Pigments 13, (1990), 281÷287.
• Trojan M.: Synthesis of Blue-Violet and Brown-Green Zirconium Silicate Pigments from Zircon Mineral. Dyes and Pigment 13, (1990), s. 311÷323.
• Trojan M.: Synthesis of a Blue-Green Pigments from the Mineral Zircon. Ceramics Intern. 16, (1990), s. 295÷299.
• Trojan M.: Synthesis of a Pink-Violet Zirconium Silicate Pigments from Zircon Mineral. Dyes and Pigment 13, (1990), s. 177÷186.
• Dziubak C., Rutkowski R., Gebel R.: Niekonwencjonalne metody wytwarzania pigmentów ceramicznych. CERAMIKA, vol.80, (2003), s. 181÷187.
• Kato E.: Untersuchungen an keramischen Farbstoffen. Keram. Zeit. 13, 11, (1961), s. 617÷622.
• Eppler R. A.: Zirconia-Based Colors of Ceramic Glazes. Ceram. Bull. vol. 56, 2, (1977), s. 213÷215.
• Ray E. H., Carnahan T. D., Sullivan R. M.: Tin-Vanadium Yellows and Praseodymium Yellows. Ceramic Bulletin vol. 40, no 1. (1961), s. 13÷17.
• Kenneth Shaw. Ceramic colours and pottery decoration. London 1968.
• Ocaña M., Caballero A., Gonzales-Elipe A. R., Tartaj P., Serna C. J.:Valence and localization of praseodymium in Pr-Doped Zircon. Journ. Of Solid State Chem. 139, (1998), 412÷415.
• Hill K., Lehman R., Swiler D.: The Effect of Selected Processing Variables on Color Formation in Praseodymium-Doped Zircon Pigments.Ceram. Eng. Sci. Proc., 21, [2], (2000) s. 31÷44.
• Kvapil J., Hnizdil J., Prihoda E., Koloc M.: Synteza křemićitanu Zirkonićitého se zvyśenym osahem praseodymu. Silicaty cz. 2, (1978), s. 139÷149.
• Dziubak C., Lis J., Traczyk S., Gąsiński A.: Wpływ stopnia rozdrobnienia i wykształcenia struktury krystalicznej surowców na barwę pigmentów cyrkonowych. Szkło i Ceramika 2, (2006), s. 2÷9.
• Eppler R. A.: Mechanism of Formation of Zircon Stains. Journ. Am. Ceram. Soc. 8, (1970), s. 457÷462.
• Bartháné Balogh A., Leventéné K.: Cirkonbázisú szintestek vizsgálata. Épitőanyng, XXXV, 8, (1983), s. 293÷296.
• Bondioli F., Bonamartini Corradi A., Ferrari A. M., Manfredini T.: Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM) Investigation of the Reaction Mechanism in Praseodymium- Doped Zircon. J. Am. Ceram. Soc. 83 [6], (2000) s. 1518÷1520.
• Batchelor R. W.: Modern Inorganic Pigments. Trans. Journ. Brit. Ceram. Soc. Vol. 53, 8, (1970), 197÷301.
• Bologh A.: High Stability Ceramic Pigments. Key Eng. Mat. Vols 132÷136, (1997), s. 97÷100.
• Del Nero G., Cappelletti G., Ardizzone S., Fermo P., Gilardoni S.: Yellow Pr-zircon pigments. The role of praseodymium and of the mineralizer. Journ. of the Europ. Ceram. Soc. 24 (2004) s. 3603÷3611.
• Poradnik fizykochemiczny. WNT, Warszawa, 1970.