随着人们对自身生活质量的提高，越来越多的人注重绿色生活，陶瓷作为人们的日常生活用品,也现正向有利于人类文明健康的绿色(环保)陶瓷方向发展。于是很多专家、学者涉足绿色陶瓷研究领域，其颜料的研究日渐风行。瓷库中国小编为大家介绍绿色陶瓷颜料研究的来龙去脉，即“昨天、今天、明天”。

“昨天”

绿色陶瓷颜料,无论是用于陶瓷制品彩饰,还是作为陶瓷色釉或色坯的着色剂都是陶瓷装饰艺术中不可缺少的重要装饰材料。近十几年来,新型陶瓷颜料不断涌现,对已有颜料的改进与应用范围的扩大亦常见报导。鉴于21 世纪陶瓷颜料的快速发展,开发出高质量用于陶瓷制品的绿色陶瓷颜料已成为目前研究的重点课题。

“今天”

纵观所有的绿色陶瓷颜料,在制备中大多以氧化铬作为发色剂并引入相应数量天然矿物原料及钙、镁、硼、锌、钴等的氧化物配制而成。

氧化铬属于无机颜料,是铬盐工业的主要产品之一,具有耐化学腐蚀、耐光、耐磨等优点,广泛应用于冶金、陶瓷、涂料、橡胶、磨料等领域,是一种不可缺少的工业原料。在陶瓷行业中,氧化铬不仅作为陶瓷颜料的发色得到广泛应用,而且也可以直接加入陶瓷坯、釉中用来着色。

图：绿色陶瓷惹人欢喜

氧化铬是绿色颜料之本。传统的氧化铬绿颜料似乎是稳定的,但实际上给用户带来的麻烦最多。一是色差。由于铬可以以不同价态的氧化物存在,因此气氛中的氧分压和温度对铬的氧化物都是敏感的。Cr2O3在还原气氛中会还原成CrO或Cr ,而在氧化气氛中则有可能氧化为CrO3 。这种变价特性是难以使产品达到色调均匀一致的,故在实际生产中不易控制。二是其颜色暗绿。许多研究陶瓷工艺品的人试图通过改变其色调,以得到鲜艳的绿色,但尚未得到预期结果。再者,在使用传统铬绿色料过程中常伴随有釉面针眼和剥釉等常见缺陷。

石榴石型的维多利亚绿不仅烧成温度和气氛要求非常严格,而且不宜用于含ZnO的基釉中。尖晶石型的铬绿色料对基础釉的酸度系数和烧成制度也是敏感的,尤其是气氛。另外在含锌的石灰基釉中使用时,会与ZnO 反应生成更稳定的ZnO?Cr2O3 尖晶石,从而使鲜艳的黄绿色消失殆尽,变成暗淡的灰绿色,因此使用受到很大限制。直到新型色料出现以后,情况才发生了很大变化,其使用条件更为宽松,如用锆钒蓝和锆镨黄按比例混合配色得到广泛的绿色调,使其具有很大的经济效益和实用价值。

图：景德镇绿色赏瓶

国际上对绿颜料的研究主要集中在开发新型的绿色颜料上。美国人Ciarence Seabright 发明了晶相组成为锆英石的蓝、绿色料,该色料主要由ZrO2 、SiO2 、V2O5组成,是由钒离子固溶于锆英石中而形成的。日本人在上述基础上采用镨化合物得到了一种锆英石型的黄色料即锆镨黄。如将锆镨黄和锆钒蓝以一定的比例混合便可制得多种过渡色的绿色色料。

同时含铬成分的锆英石型棕绿色颜料也被开发出来了,该颜料由含有锆的硅酸锆微晶体结构构成,同时把生长在锆微晶体中的色彩微粒包裹上一层保护层,当颜料应用于陶瓷釉中时,硅酸盐层可以保护氧化铬的色彩微粒,使之不受釉熔体的侵蚀,进而达到高温下稳定着色的目的 。但是该颜料中含有的氧化铬微粒与其夹杂物间存在色干扰,致使该瓷器颜料最终呈棕绿色,而不是纯正的鲜艳绿色。

鉴于以上特点,科研工作者通过对法国的510B 硅铁红天然色料进行系统研究,开发出了硅铁红包裹色料,从而硅系包裹色料被广泛关注。

硅铁红包裹色料是一种颜色鲜艳、高温稳定的陶瓷色料,由于其呈色稳定,在玻化砖坯中或釉中能呈现出很好的装饰效果,目前在国内的高档建筑玻化砖生产、陶瓷艺术品创作上得到了广泛应用,市场很大。硅系包裹色料与锆系包裹色料相比,资源丰富,价格便宜,具有较大的经济价值和应用前景。硅系包裹绿色颜料的研究,目前虽然尚未见报道,但从机理上讲是完全可行的。本研究从包覆原理出发,运用包裹型技术,研制出硅系包裹型新型铬绿陶瓷颜料,进而达到高温稳定发色的效果。可以预见,新一代铬绿包裹色料的开发,将从根本上解决传统铬绿色料所存在的工艺技术难题。

“明天”

本研究针对传统绿色陶瓷颜料的应用现状以及高温不稳定、呈色不理想等弊端作了阐述,介绍了包裹技术的原理及锆英石型包裹色料和硅系包裹型陶瓷色料的研究现状与进展。诚然,研制开发新型的硅系包裹型铬绿陶瓷颜料,是应予以重视并为之努力的重要课题。瓷库中国专家沈教授指出,硅系包裹型铬绿新型陶瓷颜料将具有重大的研究价值和应用前景。