一种耐高温黑色纳米色料及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种耐高温黑色纳米色料，是由Fe、Al、Zn和Co元素按摩尔比20～30：20～30：5～10：10～20组成的混合原料，采用热解法制备而成。本发明专利技术同时保护所述黑色纳米色料在制备黑色陶瓷烧结体中的应用。本发明专利技术进一步保护以所述黑色纳米色料作为发色剂的黑色陶瓷烧结体。本发明专利技术提供的黑色纳米色料耐高温，可作为陶瓷烧结体发色剂使用，颜色均匀且不易失色，具有广泛的应用价值。

A high temperature resistant black nanoscale and its application

The invention relates to a kind of high temperature resistant black nano color material, which is made up of a mixture of Fe, Al, Zn and Co, which is composed of 20 to 30:20 - 30:5 - 20 - 10:10 ~ 20. The invention also protects the black nano pigment in the preparation of black ceramic sintered body. The invention further protects the black ceramic sintered body using the black nano pigment as the chromogenic agent. The black nano pigment provided by the invention is high temperature resistant, and can be used as a color emitting agent for ceramic sintered body. The color is uniform and not easy to lose color, so it has wide application value.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温黑色纳米色料及其应用
本专利技术涉及陶瓷制备领域，具体涉及一种可作为陶瓷烧结体发色剂的耐高温黑色纳米色料。
技术介绍
现有黑色色料，一类为一种或多种混合金属氧化物色料；另一类为多种氧化物混合后，通过高温煅烧，得到的黑色色料。金属氧化物色料作为发色剂，主要应用于1200℃以下发色，大于1200℃色料易失色；另外其作为发色剂添加到陶瓷粉末，制备黑色陶瓷过程中，易出现分布不均匀、高温发色差等问题，导致陶瓷烧结体开裂、颜色发暗等问题。通过高温煅烧的黑色色料，色料颗粒容易异常长大，难以控制，导致在陶瓷胚体中发色，颜色不均匀；同样高温易失色，使其难以作为陶瓷发色剂来广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种可作为陶瓷烧结体发色剂的耐高温黑色纳米色料。具体而言，本专利技术提供的耐高温黑色纳米色料是由Fe、Al、Zn和Co元素按摩尔比20～30：20～30：5～10：10～20组成的混合原料，采用热解法制备而成。优选地，所述Fe、Al、Zn和Co元素的摩尔比为27～31：24～27：6～8：14～17。混合原料经热解法处理后，各元素均形成氧化物。作为本专利技术的一种优选方案，本专利技术所得纳米色料中铁的氧化物、铝的氧化物、锌的氧化物以及钴的氧化物的质量比为40～50：20～30：15～25：5～15。作为本专利技术的一种优选方案，本专利技术所得纳米色料中含有铁的氧化物40～50wt％，铝的氧化物20～30wt％，锌的氧化物15～25wt％，钴的氧化物5～15wt％。在实际制备时，可以含有Fe、Al、Zn、Co元素的氯化盐、硝酸盐、硫酸盐等无机盐或者四种元素的有机盐为原料，配制成盐溶液，按上述特定比例溶解混合后，直接脱水一步煅烧为黑色纳米色料。也可以先加入碱类沉淀剂，如氨水、碳酸氢铵、碳酸铵等，或加入弱酸类沉淀剂，如草酸、草酸铵等，调节pH值为6.5～9.2使活性物质沉淀，再将沉淀的混合物一步煅烧为黑色纳米色料。为了使所得纳米色料具有更好的物理性质，调节pH值后宜用乙醇水溶液对沉淀进行反复洗涤以除去阴离子，保留金属氧化物，烘干后再进行煅烧。所述热解法，即煅烧，优选在820℃～1050℃条件下进行，更优选在900～1000℃下煅烧1～3h。采用上述方法，可以制备得到具有BET比表面积10～25m2/g、平均粒径0.05～0.4um的黑色纳米色料。本专利技术同时保护所述黑色纳米色料作为发色剂在制备黑色陶瓷烧结体中的应用。本专利技术提供的黑色纳米色料对于制造高密度、高强度的黑色陶瓷烧结体是十分必要的。在作为陶瓷烧结体发色剂应用时，所述黑色纳米色料相对于陶瓷烧结体的加入量为1～6wt％。将所述黑色纳米色料作为陶瓷烧结体发色剂应用时，可以在1550℃以下发色，优选在1440～1550℃条件下发色。本专利技术所述陶瓷烧结体可以是氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷等。作为本专利技术的一种优选方案，所述应用方法具体为：取氧化锆或氧化铝粉体，加入1～6wt％所述黑色纳米色料，加入去离子水充分研磨，烘干后，在150-250MPa条件下干压成型，在常压大气中于1440～1550℃烧结1～3h，得到黑色陶瓷烧结体。本专利技术进一步提供了一种以所述黑色纳米色料作为发色剂的黑色陶瓷烧结体。以所述黑色纳米色料作为发色剂的黑色陶瓷烧结体，L值为1～7，a值为-2～2，b值为-2～2，烧结体相对密度≥99.7％。其中，L表示黑白,+表示偏白，-表示偏暗；a表示红绿，+表示偏红，-表示偏绿；b表示黄蓝，+表示偏黄，-表示偏蓝。本专利技术提供的黑色纳米色料耐高温，可作为陶瓷烧结体发色剂使用，颜色均匀且不易失色，且原料易得，制备方法简便，具有广泛的应用价值。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1本实施例提供了一种黑色纳米色料，由如下方法制备而成：取硝酸铁0.28mol、硝酸铝0.25mol、硝酸锌0.07mol、硝酸钴0.15mol，加水3000ml，充分混合后，使其完全溶解，在1000℃下煅烧2h，研磨分散后即得。经检测，所得黑色纳米色料，颗粒分散均匀，BET为12.5m2g，平均粒径为0.37μm。实施例2本实施例提供了一种黑色纳米色料，由如下方法制备而成：取硝酸铁0.30mol、硝酸铝0.26mol、硝酸锌0.075mol、硝酸钴0.165mol，加水3500ml，充分混合后，使其完全溶解，缓慢加入氨水，调节pH至9.0，使其活性物质沉淀，用去离子水加入乙醇反复洗涤除去硝酸根离子，抽滤后150℃烘干，在900℃下煅烧2h，研磨分散后即得。经检测，所得黑色纳米色料，颗粒分散均匀，BET为22.21m2g，平均粒径为0.09μm。实施例3本实施例提供了一种黑色陶瓷烧结体，由以下方法制备而成：取17.55g氧化锆粉体，加入3％实施例1或2制备的纳米黑色色料，加入30g去离子水，行星磨混料1h，浆料烘干后，将粉末干压成型(成型压力200MPa)后，在常压大气中，于1500℃进行烧结2h制得黑色氧化锆烧结体。以实施例1提供的色料加工成的黑色氧化锆烧结体为A，以实施例2提供的色料加工成的黑色氧化锆烧结体为B。所得烧结体产品的各项指标见表1。表1：黑色氧化锆烧结体产品指标L值a值b值瓷体密度，g/cm3三点抗弯强度，MPaA5.5-1.03-1.025.9931010.7B2.8-0.050.066.0011109.3虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑色纳米色料，其特征在于，由Fe、Al、Zn和Co元素按摩尔比20～30：20～30：5～10：10～20组成的混合原料，采用热解法制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种黑色纳米色料，其特征在于，由Fe、Al、Zn和Co元素按摩尔比20～30：20～30：5～10：10～20组成的混合原料，采用热解法制备而成。2.根据权利要求1所述的黑色纳米色料，其特征在于，所述混合原料中Fe、Al、Zn和Co元素的摩尔比为27～31：24～27：6～8：14～17。3.根据权利要求1所述的黑色纳米色料，其特征在于，以分别含有Fe、Al、Zn、Co元素的无机盐或有机盐为原料，配制成盐溶液，混合后，直接煅烧，即得。4.根据权利要求1所述的黑色纳米色料，其特征在于，以分别含有Fe、Al、Zn、Co元素的无机盐或有机盐为原料，配制成盐溶液，加入酸性或碱性沉淀剂调节溶液pH值为6.5～9.2，使活性物质沉淀，再将沉淀的混合物煅烧，即得。5.根据权利要求3或4所述的黑色纳米色料，其特征在于，所述煅烧在...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦英训，宋锡滨，王军，王健，
申请(专利权)人：山东国瓷功能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37