[發明專利]一種以紅層泥巖為主要原料制備的陶瓷硅鐵紅色料

無效

• 申請號: 201410034725.2
• 申請日: 2014-01-25
• 公開（公告）號: CN103755387A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 盧希龍;曹春娥
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷學院
• 主分類號: C04B41/85
• 分類號: C04B41/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料（陶瓷）領域，具體涉及一種以紅層泥巖為主要原料制備的陶瓷硅鐵紅色料。

背景技術

硅鐵紅色料是一種能在坯體中呈現鮮艷的類似于沙漠紅色調且耐高溫的陶瓷包裹色料，其主要化學成分SiO₂在色料中起載體作用，類似于鋯鐵紅色料中ZrSiO₄晶體的作用。它以SiO₂為包裹相，是利用SiO₂微晶相和SiO₂玻璃相對著色劑Fe₂O₃進行包裹從而起到高溫穩定作用。而Fe₂O₃作為著色劑，是色料呈色的主要成分。天然硅鐵紅色料的主要成分是硅和鐵，也含有少量的鋁等。其呈色機理是：石英發生晶型轉變時產生裂紋，高活性的發色鐵離子向裂紋中擴散，同時在α-石英向β-石英二次晶型轉變過程中被包裹而形成耐高溫的發色晶體。硅鐵紅色料是一種用途廣泛的坯用色料，它主要用于玻化磚坯體呈色，在坯料中加入4～9%，于1250℃以下燒成時，能夠呈穩定、鮮艷的桃紅色。目前，國內使用的硅鐵紅色料主要依賴于進口。由于天然原料含有其它雜質以及含鐵量較低，故這種色料往往只能用于陶瓷坯料。

紅層是指侏羅紀、白堊紀和第三紀沉積的一套紫紅色、雜色的砂巖、泥巖、粉砂巖和頁巖建造,?是陸相沉積為主的碎屑沉積巖層，多為軟巖與硬巖相間，呈互層狀產出，層間結合力弱。受區域構造影響，巖層扭曲褶皺強烈，多中高傾角，結構面發育，有泥化現象。紅層在我國分布非常廣泛，特別是四川盆地，是我國有名的“紫色盆地”，盆地及其邊緣地區紅層分布極為廣泛，具有一定的代表性。在巖體力學、工程力學以及公路、水電等工程方面涉及紅層泥巖的研究較多，未見其用作陶瓷材料的研究報道。

機械力化學又稱力化學，機械化學，它是研究在給固體施加機械能量時固體形態、晶體結構等發生變化，并誘導物理化學變化的一門學問。機械力化學過程一般通過高能球磨來實現，其超細粉碎不同于一般的物質細化過程，而是伴隨有能量轉化的機械力化學過程，具有工藝簡單，成本低，易于工業化等優點。傳統上，新物質的生成、晶型轉化或晶格變形都是通過高溫（熱能)?或化學變化來實現的。機械能直接參與或引發了化學反應是一種新思路。機械力化學法的基本原理是利用機械能來誘導產生微裂紋、晶格崎變、表面能升高、反應能力增強，反應溫度降低等，從而誘發化學反應或誘導材料組織、結構和性能的變化，以此來制備新材料。作為一種新技術，它具有明顯降低反應活化能、細化晶粒、極大提高粉末活性和改善顆粒分布均勻性及增強體與基體之間界面的結合，促進固態離子擴散，誘發低溫化學反應，從而提高了材料的密實度、電、熱學等性能，是一種節能、高效的材料制備技術。它的研究必將推動新材料研究及相關學科的發展。就材料科學而言，機械力化學是一個有較寬廣研究空間的領域。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種以紅層泥巖為主要原料制備的陶瓷硅鐵紅色料。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種以紅層泥巖為主要原料制備的陶瓷硅鐵紅色料，其特征在于：以紅層泥巖、氧化鐵為原料，外加礦化劑，經粗碎、配料、混合、過篩、機械力化學球磨、焙燒獲得的制品，其中焙燒溫度為1150℃、保溫時間為2小時。

所述紅層泥巖、氧化鐵的質量百分比為96.2：3.8。

所述紅層泥巖的化學組成的質量百分比為SiO₂：40.89%、Al₂O₃：10.73%、Fe₂O₃：8.81%、TiO₂：1.12%、CaO：17.76%、MgO：2.05%、K₂O：3.40%、Na₂O：0.98%、I.L：14.26%。

所述礦化劑為硼砂、硼酸、NaF中的一種。

所述礦化劑的添加量為原料總質量的3%。

所述機械力化學球磨的工藝參數為：球磨子為直徑1～5mm的氧化鋯磨球，球料的質量比為20～40:1，球磨機的轉速為300～450轉/分，球磨時間為10～30小時。

所述制得色料的色度值范圍為L*：44～52、a*：24～29、b*：13～16。

所述過篩的篩網目數為180目。

機械力化學活化對本發明制備硅鐵紅色料作用原理為：