54│中国陶瓷│CHINA CERAMICS │2009(45)第 12 期54 │中国陶瓷│CHINA CERAMICS │2009(45)第 12 期【摘 要】：采用钇铝红、Ce 1-x Pr x O 2掺杂镧系元素与不
掺杂三种配方, 制备了一系列新型红陶瓷装饰用喷打墨水。考察了不同配方、不同含铈试剂和不同烧结温度对呈的影响。研究结果表明：钇铝红配方所制墨水，在实验室1200℃煅烧温度条件下不能呈现出完全的红，而Ce 0.70Pr 0.05Ln 0.25O 1.875和Ce 1-x Pr x O 2都能制得液态呈桔红的喷打用陶瓷表面装饰墨水，它们先在250℃煅烧2小时，再在800℃煅烧2小时，均可得到亮丽的玫瑰红，呈优于铬铝红和锆铁红墨水。实验中还发现，把硫酸铈铵换成硝酸铈铵作铈源，烧结物的颜不同，用XRD 对烧结物进行了表征，揭示了它们的呈机理。另外，还探讨了它们在陶瓷表面的固着条件。 【关键词】：新的陶瓷装饰墨水, 红稀土化合物, 喷墨打印, 墨水固定
中图分类号: TQ174.4+5 文献标识码:A
引 言
数字标签在国外，目前以美国福禄（FERRO）公司为首的主要国际生产厂商研发的喷墨印刷工艺及其装饰的产品已进入到成熟和扩产的阶段[1]。作为陶瓷生产大国的我国，要成为陶瓷生产的强国，必须加强与喷墨打印装饰技术配套的陶瓷装饰墨水的系统深入研究[2]。本项目组在江西省材料科学与工程研究中心基金和江西自然科学基金的资助下，开展了喷打用陶瓷表面装饰墨水的研究。经过几年的努力，目前已制成了与连续式喷墨打印机匹配的黄、黑、红、蓝、绿等五7种陶瓷装饰专用彩喷墨水（红、蓝各有两种），但红墨水(铬铝红和锆铁红)烧结后呈不是太浅就是太深, 难以让人满意。在陶瓷业，常用的耐高温的红陶瓷料主要以过渡金属氧化物或复合氧化物体系为主，如铅丹（Pb 3O 4）、锡铬红、锰红、硒镉红(CdSe)和锆铁红料等。出于环保考虑，本实验室除没有采用铅丹和硒镉红颜料外，先后制备了其它的红墨水，实验证实Cr-Sn 基玛瑙红，锰红颜料和铬铝红一样，发强度低，调浅，偏粉红，而锆铁红颜偏紫。故只保留了呈为粉红的铬铝红和紫红 的锆铁红。由于它们的呈都不够理想，因此研制一种艳红、无毒的喷打用陶瓷表面装饰墨水十分必要。当前，环保型含稀土元素的颜料成为研究热点[3-15]，红含稀土元素的颜料主要有：1）稀土掺杂类，2）完全稀土类，包括以Ce、Pr 元素为主，添加少量的Ln 系元素（如Ce 0.70Pr 0.05Ln 0.25O 1.875）和只含Ce、Pr 元素（如Ce 1-x
Pr x O 2）两大种类。本文在原来研究的基础上[16-18]，借鉴
他人经验，继续进行无毒红陶瓷装饰用彩喷墨水的研究，发现稀土掺杂类
铬铝红掺钇配方所制墨水，在常规实验室设备最高1200℃煅烧温度条件下不能呈现出红，而Ce 0.70Pr 0.05Ln 0.25O 1.875和Ce 1-x Pr x O 2都能制得液态呈桔红，烧结后呈为鲜艳的玫瑰的喷打用陶瓷表面装饰墨水。这两种墨水的烧结温度均为先250℃2h，再在800℃煅烧2h。
对制备出来的墨水试样进行理化性能（包括粘度、电导率、表面张力等）检测，再对制得的墨水烧结物进行呈观察, 探讨呈机理。最后探讨了它们在陶瓷表面的固着条件。
1 实验部分
1.1概 述
本文借鉴前人经验，研究了新型红陶瓷装饰墨水的一般组配机理：溶剂、着剂、附着剂、以及矿化剂等陶瓷添加剂。据此制订了几个配方：
1、Y 2O 3 65.0%、A l 2O 3 28.7%、C r O 3 1.3%、 NaF 5.0% (配方1)
2、二是完全采用稀土氧化物，这里又采用了两大类配方：
（1）着化合物分子式Ce 0.70Pr 0.05Ln 0.25O 1.875 （Ce 1-x
Pr x O 2掺杂镧系元素）(配方2)
（2）着化合物分子式Ce 1-x Pr x O 2 (配方3)
1.2 实验试剂
硫酸铈铵，硝酸铈铵，硝酸，氨水，氧化钇，硝酸镧·六水，氯化镨溶液，（含Pr 34g/L）
1.3 红陶瓷墨水的制备
1.3.1 配方1墨水的制备
在60℃加热下用50%稀硝酸溶解Y 2O 3，之后加入配方量的AlCl 3、CrCl 3·6H 2O 和NaF 和助剂，得到蓝绿的陶瓷装饰墨水
1.3.2 Ce 0.70Pr 0.05Ln 0.25O 1.875陶瓷墨水的制备实验中采用的Ln 元素为镧和钇，按配方量称量硝
新型红陶瓷装饰用喷打墨水的制备及初步应用
吴小琴，罗晓平，刘元隆，徐智卫
（南昌航空大学环境与化学工程学院， 南昌 330063）
收稿日期： 2009-8-6
基金项目：本研究由江西省自然科学基金项目，编号：0520070；江西省材料科学与工程研究中心基金资助项目，编号：ZX200401005
作者简介： 吴小琴（1957-），女，教授，研究方向为剖析和精细化学品研发。
E-mail :wxq968@sina 生产与应用
文章编号：1001-9642（2009）12-0054-03
2009年 第 12 期中 国 陶 瓷
中国陶瓷│CHINA CERAMICS │2009(45)第 12 期│55奶浆柴胡
酸镧•六水或氧化钇、分别加入硫酸铈铵，再加入适量的稀硝酸在加热的条件下溶解固体样，冷却后，加入氯化镨溶液, 再加适量助剂, 得到两种桔红的陶瓷装饰墨水。
1.3.3 Ce 1-x Pr x O 2陶瓷墨水的制备
确定x 的取值分别为X=0.15、X=0.25、X=0.35。先称配方量的硫酸铈铵或硝酸铈铵，用50%稀硝酸在60℃加热的情况下溶解，冷却后，加入氯化镨溶液及其它物质，搅拌均匀，得到桔红的陶瓷装饰墨水。
1.4 陶瓷墨水的固着条件数控冲孔加工
制备的陶瓷墨水喷打到已上釉的瓷砖的表面，还是很容易流散开或流失，在瓷砖表面上涂抹上一层羧甲基纤维素钠、壳聚糖等做附着剂，以解决墨水附着的问题。另为了使烧结后颜料能牢固地附着，还需要加入低温熔剂。
2 性能测定
用旋转粘度计测定墨水的粘度；用电导率仪测定墨水的电导率；用表面张力测定仪、最大气泡法测定陶瓷墨水的表面张力；用沉降体积法测定墨水的稳定性，在高温煅烧后观察其呈, 具体参见[16-18]，另外，墨水的固着牢度借鉴漆膜附着力测定法测定[19]。
3 结果与讨论
3.1不同配方的陶瓷颜料的烧结情况
3.1.1 配方1—钇铝红颜料墨水的烧结呈不同的配方对实验条件要求是不一样的，颜料的呈也是不尽相同的。钇铝红颜料墨水的煅烧温度要求比较高，理论上要求要达到1350℃左右。由于实验室条件的限制，只能在1200℃下煅烧2h。呈为：含有少许暗红物质的淡蓝粉末。
3.1.2 配方2—Ce 0.70Pr 0.05Ln 0.25O 1.875陶瓷墨水的烧结呈结果见表1。
3.1.3 配方3—Ce 1-x Pr x O 2陶瓷墨水的烧结呈
导电膜Ce 1-x Pr x O 2陶瓷墨水在不同的煅烧温度下呈现出不同的颜，具体结果见表2。
据前人所研究的以Ce、Pr 元素为主体的陶瓷颜料的煅烧温度来看，它们分别为1350℃[5]与250℃[3]（但需要加入引燃剂，之后还需要在1100℃保温数小时才能使呈好）。从上表可知，本文改换原料，在这基础上以250℃下煅烧2h, 再800℃条件下煅烧2h 为反应条件，效果比较好。
3.2同一配方采用不同的铈源制成的墨水的烧结情况
在制备Ce 1-x Pr x O 2陶瓷墨水时，早期的实验中我们都是用硫酸铈铵作为铈源，此墨水的在250℃2h、再800℃2h 煅烧温度下可得到比较鲜艳的玫红的颜料。后试剂用完而改用硝酸铈铵作铈源后，在同样的煅烧温度下却得到紫红的颜料，和锆铁红类似，呈远没有采用硫酸铈铵的鲜艳，见表3。
为探索造成这种差别的原因，用XRD 对两种样品进行表征，见图1，图2。
通过对样品的XRD 图进行分析可知，以硝酸铈为铈源的Ce 1-x Pr x O 2红墨水的烧结物为CeO 2单一化合物，Pr 元素固溶至CeO 2的晶格中未检出，铵离子、硝酸根离子也未能检出，应是烧结过程中挥发了。而以硫酸铈为铈源的Ce 1-x Pr x O 2红墨水的烧结物中除CeO 2
（9.1%）
表1 Ce 0.70Pr 0.05Ln 0.25O 1.875
陶瓷墨水的烧结呈
表
2 煅烧温度对墨水烧结物呈的影响
图1 硫酸铈铵为铈源XRD
图
图2 硝酸铈铵为铈源XRD 图
低温油墨中 国 陶 瓷2009年 第 12 期
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外，主要为CeOSO 4, 占91.0%, 同样未能检出Pr, 它固溶至CeO 2的晶格中。
3.3陶瓷墨水的固着条件
制备陶瓷墨水的目的在于使用[20]。已制备的符合连续式喷墨打印机要求的陶瓷装饰墨水，由于在较低的煅烧温度下就可形成玫瑰红颜料，该颜料基本无毒，故可作为釉上彩的着剂使用。但墨水喷打到已上釉的瓷砖的表面，很容易流散开或流失，因此，在喷打前先在瓷砖表面上涂抹上一层附着剂，可以解决墨水附着的问题。但煅烧后该颜料附着并不牢固，很容易被刮磨掉。之后就在烧结前在
附着剂中均匀混合釉上彩熔剂[21]，这样，煅烧后颜料就牢固地粘结在瓷砖上了，评价等级为1级。
4 结 论
1) 成功制备出了无毒、鲜艳的玫瑰红连续式喷墨打印用陶瓷装饰墨水，该墨水性能稳定，完全符合连续式喷墨打印机使用的墨水标准，见表4。
适合喷打用的该种墨水未见报道。
2）Ce、Pr 红陶瓷墨水液态时呈桔红，浓缩后呈浅绿，煅烧后呈玫瑰红。
3）用硝酸铈铵代替硫酸铈铵作为铈的来源，所制得的颜料的颜的不同，前者为红褐，后者为鲜艳的玫瑰红，造成此差异的原因是，它们烧结后所得到的物质不同, 以硝酸铈烧结物为单一的CeO 2；而以硫酸铈为铈源的烧结物中除CeO 2（9.1%）外，主要为硫酸铈酰(CeOSO 4), 占91.0%。
4) 在已上釉的陶瓷表面上加上一层附着剂与熔剂的混合物, 能有效吸附墨水并能有效防止烧结后颜料的脱落。
参 考 文 献
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表
3 用不同含铈试剂制备的墨水在同样的烧结条件下的呈情况
表4 制备墨水的理化性能测定
(下转第69页·Continued on page 69)
2009年 第 12 期中 国 陶 瓷
中国陶瓷│CHINA CERAMICS │2009(45)第 12 期│69
THE STYLE TRENDS OF SIMPLICITY IN THE DESIGN OF LIFE CERAMICS
Wang Yong，Jiang Qiang
(Jingdezhen college， Jingdezhen 333000)
【Abstract】:“In real life, the distance between tire and happiness, is from the recognition to life attitude,
to let the space clean your feeling again is depended on relaxed mood by Samplicity—simple is possible!”. In busy modern life, we are lust for Samplicity and clean to get rid of varity complexity, As the functional tableware design, the Samplicity on design style,is a kind of fashion trend to satisfy the spirit need of modern people. form the tableware design, this article try to talk about the application of conception design conception in modern tableware design field.
【Keywords】: Samplicity, Tableware, Design, Fashion
THE PREPARATION AND PRIMARY APPLICATION OF NOVEL
8700gRED CERAMIC SURFACE DECORATION INKS
Wu Xiaoqin, Luo Xiaoping, Liu Yuanlong, Xu Zhiwei （College of Environmental and Chemical Engineering,Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063）
【Abstract】:A series of new type red ceramic surface decoration inks were prepared according to three kind formulations of yttrium aluminium red, Ce 1-x Pr x O 2 and Ce 1-x Pr x O 2 via lanthanide doping.The effects of different prescription,containing cerium reagents and sintering temperature on the color were investigated. Results showed that the yttrium aluminium red ink couldn′t present full red in the lab condition，the ink at 1200℃ temperature being calcined for 2h. moreover,The inks of Ce 1-x Pr x O 2 and Ce 1-x Pr x O 2 doped La or Y ions could be obtained, they all could show nacarat being liquid state, and expression beautiful rosy after being calcined. calcined temperature was the same, first at 250℃ and then at 800℃. It was discovered that ammonium cerium nitrate replace cerium ammonium sulfate as a raw material, The sinter color of the as-prepared samples was different, The sinter were characterized by XRD, the mechanism on color-sintering have been emphasized. compare with chrome aluminum red and zirconium iron pink. This two kind inks after being calcined had more bright red color. Otherwise, the conditions of fixation inks on the ceramic surface were discussed .
【Keywords】：new decorate ceramic ink，red rare earth compound, ink-jet printing，ink fixation
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