Wpływ jakości surowców na właściwości barwiące cyrkonowego pigmentu prazeodymowego

• Autorzy: Dziubak C.

Warianty tytułu

EN

The effect of material quality on the colouring properties of the zirconium praseodymium pigment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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 tylda 1,5 mikrometra) i gruboziarnistego SiO2 (d50 tylda 19,50 mikrometrów) 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 stopni Celsjusza. Do badań strukturalnych wykorzystano ilościową analizę rentgenowską. Barwę pigmentów określano pośrednio przez pomiar parametrów L*, a*, b* szkliw, które wykonano z udziałem 5-procentowego pigmentu na bazie fryty transparentnej o temperaturze wypalania 1100 stopni Celsjusza w cyklu szybkim.

EN

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 sim 1.5 micrometres) and coarse-grained SiO2 (d50 sim 19.50 micrometres) 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 degrees centigrade. 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 per cent content of the pigment produced on the basis of a transparent frit in a fast firing cycle at the temperature of 1100 degrees centigrade.

Słowa kluczowe

PL

krzemian cyrkonu; pigmenty; mineralizatory; barwa; system CIELab

EN

zirconium silicate; pigments; mineralizers; colour; CIELab system

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 62, nr 4
• Strony: 4--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dziubak C.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa

Bibliografia

• [1] 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.
• [2] Beltrán A., 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.
• [3] 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.
• [4] 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.
• [5] Broll A.: Zirkonfarbkörper - durch Neuen twicklungen eine lücken lose Farb palette für die keramische Industrie. Keram. Zeit. 30,6, (1978), s. 324-325.
• [6] Broll A., Beyer H. H., Kleinschmit P.: Einschlußpigmente, Farbkörper nach einen neunen Prinzip. Chem. Zeit. 101. 7-8. (1977), s. 319.
• [7] Kleinschmit P.: Farbkörper nach einen neunen Prinzip. Keram. Zeit. 12, (1978), s. 688-702.
• [8] Dziubak C.: Nieorganiczne pigmenty inkluzyjne. Szkło i Ceramika 2, (2005), 2-5.
• [9] Trojan M.: Oranžowy keramický pigment typu ZrSiO4-Cd(S,Se). Sbornik vedeckých praci. Sci. Pap. 49, (1986), s. 251-269.
• [10] Dziubak C., Rutkowski R., Gebel R.: Pigmenty nieorganiczne do barwienia wyrobów ceramicznych. Szkło i Ceramika 1, (2001), s. 10-14.
• [11] Dziubak C.: Minerały syntetyczne do barwienia wyrobów ceramicznych. CERAMIKA 60, (2000), s. 383-387.
• [12] Booth F. T, Peel G. N.: The Preparation and Properties of somme Zirconium Stain. Trans. Brit. Ceram. Soc.61, 7, (1962), s. 258-400.
• [13] Wildblood N. C.: Fluorin in Ceramic Colors. Journ. Brit. Ceram. Soc. 72, 1, (1973), s. 31-33.
• [14] Dziubak C.: Specyficzne właściwości mineralizatorów. Szkło i Ceramika 6, (2006), s. 10-15.
• [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.
• [16] Eppler R. A.: Solid State Reaction in the Preparation of Zircon Stain. Physics of Electronic Ceramics (1969), s. 1021-1045.
• [17] Dziubak C., Pieczarowski H., Mońko В.: 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.
• [18] 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.
• [19] Dziubak C.: Rola mineralizatorów w procesie wytwarzania pigmentów ceramicznych. Szkło i Ceramika 5, (2004), s. 8-11.
• [20] 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.
• [21] 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.
• [22] Trojan M.: Połuczenie cyrkonowych pigmentow iz minerała cyrkona. Steklo i Keramika, 9, (1989), s. 29-30.
• [23] Trojan M; Nove zirkonowe pigmenty pripravovane z minerału cyrkonu. Praci Vys. Škola Chem. Pardubice 53, (1989), s. 235-239.
• [24] Trojan M.: Synthesis of Yellow Pigment from Zircon Mineral. Dyes and Pigments 13, (1990), 281-287.
• [25] Trojan M.: Synthesis of Blue-Violet and Brown-Green Zirconium Silicate Pigments from Zircon Mineral. Dyes and Pigment 13, (1990), s. 311-323.
• [26] Trojan M.: Synthesis of a Blue-Green Pigments from the Mineral Zircon. Ceramics Intern. 16, (1990), s. 295-299.
• [27] Trojan M.: Synthesis of a Pink-Violet Zirconium Silicate Pigments from Zircon Mineral. Dyes and Pigment 13, (1990), s. 177-186.
• [28] Dziubak C., Rutkowski R., Gebel R.: Niekonwencjonalne metody wytwarzania pigmentów ceramicznych. CERAMIKA, vol.80, (2003), s. 181-187.
• [29] Kato E.: Untersuchungen an keramischen Farbstoffen. Keram. Zeit. 13, 11, (1961), s. 617-622.
• [30] Eppler R. A.: Zirconia-Based Colors of Ceramic Glazes. Ceram. Bull. vol. 56, 2, (1977), s. 213-215.
• [31] 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.
• [32] Kenneth Shaw. Ceramic colours and pottery decoration. London 1968.
• [33] Ocana М., 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.
• [34] 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.
• [35] Kvapil J., Hnizdil J., Prihoda E., Koloc M.: Synteza křemićitanu Zirkonićitého se zvyśenym osahem praseodymu. Silicaty cz. 2, (1978), s. 139-149.
• [36] 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.
• [37] Eppler R. A.: Mechanism of Formation of Zircon Stains. Journ. Am. Ceram. Soc. 8, (1970), s. 457-462.
• [38] Bartháné Balogh A., Leventéné K.: Cirkonbázisú. szintestek vizsgálata. Épitöanyng, XXXV, 8, (1983). s 293-296.
• [39] Bondioli F., Bonamartini Corradi A., Ferrari A. M., Manfredini T.: Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM) Investigation of the Reaction Mechanism Praseodymium-Doped Zircon. J. Am. Ceram. Soc. 83 [6], (2000) s. 1518-1520.
• [40] Batchelor R. W.: Modern Inorganic Pigments. Trans Journ. Brit. Ceram. Soc. Vol. 53, 8, (1970), 197-301.
• [41] Bologh A.: High Stability Ceramic Pigments. Key Eng. Mat. Vols 132-136, (1997), s. 97-100.
• [42] 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.
• [43] Poradnik fizykochemiczny. WNT, Warszawa, 1970.