鋯鐵紅色料屬于包裹型鋯英石色料,其中發(fā)色的氧化鐵被ZrSiO4的晶體所包裹而呈現(xiàn)紅色。鋯基陶瓷顏料(鋯釩蘭、鋯鐠黃、鋯鐵紅),因其色澤純正,色調(diào)豐富,以及優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性與不溶性,在陶瓷生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。并且不同顏色的鋯基顏料能按任意比例互相混合,形成許多中間色調(diào),豐富了產(chǎn)品的裝飾效果,所以鋯基顏料在陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
從鋯基色料的開(kāi)發(fā)歷史來(lái)看,釩鋯蘭最早被發(fā)現(xiàn), 1949年由美國(guó)的克雷倫斯﹒斯布萊特首先合成出來(lái);鐠黃則是由日本學(xué)者在 1952 年首先合成出來(lái)。著色離子釩和鐠置換了ZrSiO4中的部分 Zr4+形成固溶體呈色。反應(yīng)過(guò)程中著色氧化物( PrO和 V2O5)以氣態(tài)形式擴(kuò)散并遷移到氧化鋯表面反應(yīng)形成固溶體。固溶體型色料是單相顏料,基體晶格ZrSiO4中固溶一定數(shù)量著色離子而呈色。與前二者不同,鋯鐵紅色料屬于鋯基色料中的包裹,是混晶色料,存在兩個(gè)相,其中發(fā)色的化合物或膠態(tài)金屬相被晶體所包裹。鋯鐵紅色料中的鐵離子不會(huì)與礦化劑、鹵化物等發(fā)生反應(yīng)形成揮發(fā)性氣體,故難以依靠自身擴(kuò)散遷移來(lái)完成反應(yīng),必須通過(guò)自身遷移到反應(yīng)帶同鋯結(jié)合。
鋯鐵紅顏料的呈色除與選用鐵的化合物種類(lèi)、加入量及礦化劑的種類(lèi)與加入量有重要的影響外,還與制備工藝如研磨細(xì)度、合成溫度等密切相關(guān)。影響鋯鐵紅顏料呈色的主要因素是著色劑種類(lèi)與用量,氟化物種類(lèi)與用量,鋯硅摩爾比,顏料煅燒溫度與保溫時(shí)間,氯化物種類(lèi)與用量,硝酸鹽種類(lèi)與用量影響次之。
影響鋯鐵紅呈色的主要因素是Fe2O3和氟化物的加入量,以及ZrO2:SiO2(摩爾比),次要因素是氯化物和硝酸鹽的加入量。著色劑加入量過(guò)多呈色反而不佳,氟化物可以適當(dāng)增加,ZrO2:SiO2(摩爾比)=1.1:1.0利于呈色。