一种复合黑色陶瓷的制备方法
阅读说明：本技术 一种复合黑色陶瓷的制备方法 (Preparation method of composite black ceramic ) 是由 车宇峰 何小松 崔传斗 周小虎 于 2021-01-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复合黑色陶瓷的制备方法,具体按照以下步骤实施：步骤1、按照质量百分比称取以下原料组分：Al-2O-3：70％-90％,Fe-2O-3：6％-20％,TiO-2：3.8％-9％,Cu0：0.2％-1％,以上各原料含量的总和应为100％；步骤2、将步骤1称取的原料粉体按比例进行混合,得到混合物料；步骤3、在特定烧结气氛中条件下,将步骤2得到的混合物料进行煅烧、冷却,即可得到复合黑色陶瓷。解决了到目前为止为使陶瓷呈现黑色,需要使用Co-3O-4、Cr-2O-3等昂贵材料的问题,有效的降低了生产成本。(The invention discloses a preparation method of composite black ceramic, which is implemented according to the following steps: step 1, weighing the following raw materials in percentage by mass: al (Al) 2 O 3 ：70％‑90％，Fe 2 O 3 ：6％‑20％，TiO 2 : 3.8% -9%, Cu 0: 0.2-1 percent, and the sum of the contents of the raw materials is 100 percent; step 2, mixing the raw material powder weighed in the step 1 in proportion to obtain a mixed material; and 3, calcining and cooling the mixed material obtained in the step 2 under the condition of a specific sintering atmosphere to obtain the composite black ceramic. Solves the problem that Co is required to be used for making the ceramics black so far 3 O 4 、Cr 2 O 3 And the production cost is effectively reduced due to the problem of expensive materials.)
技术领域
本发明属于陶瓷及陶瓷颜料技术领域，涉及一种复合黑色陶瓷的制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，对瓷制品的质量和档次要求也在提高。对于陶瓷制品来说，陶瓷颜色除了可以改善使用性能，还能起到装饰作用等。黑色是一种具有多种不同文化意义的颜色，同时在装饰效果上黑色陶瓷制品以其纯正、典雅、高贵的特点，一直备受人们的青睐，开发色调纯正化学稳定性好的黑色陶瓷釉料一直是陶瓷颜料行业研究的热门课题。一般制备黑色陶瓷通常可以通过添加氧化钴、氧化铬等氧化物来实现，但此类氧化物价格昂贵，限制了黑色陶瓷制品的推广。本发明通过设计一种由相对廉价组分构成的黑色陶瓷，来实现黑色陶瓷的生产成本降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合黑色陶瓷的制备方法，具有黑色性能优异且不需添加高价格氧化物的特点。
本发明所采用的技术方案是，一种复合黑色陶瓷的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按照质量百分比称取以下原料组分：Al2O3：70％-90％，Fe2O3：6％-20％，TiO2：3.8％-9％，CuO：0.2％-1％，以上各原料含量的总和应为100％；
步骤2、将步骤1称取的原料粉体使用V型混料机进行混合，得到混合物料；
步骤3、在特定烧结气氛中条件下，将步骤2得到的混合物料进行煅烧、冷却，即可得到复合黑色陶瓷。
本发明的特点还在于：
步骤1中各原料的粒径均5μm-45μm。
步骤1中各原料的圆形度均为0.5-0.9。
步骤2中混合时间为30-45分钟。
步骤3中烧结气氛具体为空气气氛或惰性气体气氛。
步骤3中煅烧具体包括升温和保温。
步骤3中升温的加热时间为45-60min，升温至1040-1300℃。
步骤3中保温时间为20-50min。
本发明的有益效果是：
1、本发明制备的黑色陶瓷克服了传统黑色陶瓷生产中必须加入昂贵氧化物的弊端，极大降低了生产成本，并且高效制备得到呈色纯正、着色性能良好的黑色陶瓷。
2、本发明中利用的化学试剂原料都是粉末状，对于粉体颜料类产品，焙烧后无需进一步机械破碎，大大简化了制备工艺步骤，缩短了生产时间。对于制品类产品，压制定型方便，操作简单。因此该制备方法具备巨大的推广价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种复合黑色陶瓷的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、按照质量百分比称取以下原料组分：Al2O3：70％-90％，Fe2O3：6％-20％，TiO2：3.8％-9％，CuO：0.2％-1％，以上各原料含量的总和应为100％；其中，各原料的粒径均5μm-45μm，各原料的圆形度均为0.5-0.9；
步骤2、将步骤1称取的原料粉体使用V型混料机进行混合，混合时间为30-45分钟，得到混合物料；
步骤3、在空气或惰性气体烧结气氛中条件下，将步骤2得到的混合物料进行煅烧、冷却，即可得到复合黑色陶瓷，煅烧具体包括升温和保温，升温的加热时间为45-60min，升温至1040-1300℃，保温时间为20-50min，黑色陶瓷的物相由Al2O3、FeAlTiO5、Fe2O3、Cu2Al2O4组成。
步骤1选用小粒径高圆形度Al2O3，Fe2O3，TiO2，CuO粉体，有利于粉体的充分混合，所选择的组分摒弃了传统的氧化钴氧化铬等价格昂贵氧化物，采用低价格组分，极大的降低了生产成本；
步骤2使用V型混料机混合物料可以使物料混合充分；
步骤3本发明选择的加热升温保温工艺下，烧结后的物相由Al2O3、FeAlTiO5、Fe2O3、Cu2Al2O4组成，该物相组成黑度高，色泽自然。
实施例1
1.Al2O3-Fe2O3-TiO2-Cu0组合，组分质量配比80％-12％-7.5％-0.5％；
2.按照步骤1比例称取粉体，使用v型混料机混合40分钟，配制得到混匀的混合物料，所用粉体的平均粒径为15μm，平均圆形度为0.65；
3.将混合物料置于加热炉中，在空气气氛条件下加热50min；待混合物料温度升温至1200℃时，保温30min；然后将物料从加热炉中取出；空冷至室温，制得黑色陶瓷。检测制得的黑色陶瓷CIE参数，结果为：L值为30.75，a值为0.01，b值为0.62。表明本实施例制备的黑色陶瓷黑度高、效果优异。
实施例2
与实施例1的不同之处在于：选择组分质量配比74％-16％-9.1％-0.9％，其它步骤均与实施例1相同。
检测制得的黑色陶瓷颜料CIE参数，结果为L值为32.41，a值为0.12，b为值0.10，表明本实施例制备的黑色陶瓷黑度高、效果优异。
实施例3
1.Al2O3-Fe2O3-TiO2-Cu0组合，选择组分质量配比70％-20％-9％-1％；
2.按照步骤1比例称取粉体，使用v型混料机混合35分钟，配制得到混匀的混合物料，所用粉体的平均粒径为28μm，平均圆形度为0.8；
3.将混合物料置于加热炉中，在氩气气氛条件下加热55min；待混合物料温度升温至1250℃时，保温45min；然后将物料从加热炉中取出；空冷至室温，制得黑色陶瓷。检测制得的黑色陶瓷CIE参数，结果为：L值为30.81，a值为0.13，b值为-0.02。表明本实施例制备的黑色陶瓷黑度高、效果优异。
实施例4
1.Al2O3-Fe2O3-TiO2-Cu0组合，选择组分质量配比85％-10％-4.5％-0.5％；
2.按照步骤1比例称取粉体，使用v型混料机混合30分钟，配制得到混匀的混合物料，所用粉体的平均粒径为40μm，平均圆形度为0.55；
3.将混合物料置于加热炉中，在氩气气氛条件下加热45min；待混合物料温度升温至1300℃时，保温40min；然后将物料从加热炉中取出；空冷至室温，制得黑色陶瓷。检测制得的黑色陶瓷CIE参数，结果为：L值为30.51，a值为-0.04，b值为0.34。表明本实施例制备的黑色陶瓷黑度高、效果优异。
实施例5
1.Al2O3-Fe2O3-TiO2-Cu0组合，选择组分质量配比85％-10％-4.5％-0.5％
2.按照步骤1比例称取粉体，使用v型混料机混合30分钟，配制得到混匀的混合物料，所用粉体的平均粒径为5μm，平均圆形度为0.85；
3.将混合物料置于加热炉中，在空气气氛条件下加热60min；待混合物料温度升温至1150℃时，保温35min；然后将物料从加热炉中取出；空冷至室温，制得黑色陶瓷。检测制得的黑色陶瓷CIE参数，结果为：L值为34.01，a值为-0.15，b值为-0.23。表明本实施例制备的黑色陶瓷黑度高、效果优异。
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