氧化铁对SiO2-Al2O3-CaO-Na2O-B2O3釉系统的显微结构和釉面呈色影响

在SiO₂-Al₂O₃-CaO-Na₂O-B₂O₃多元釉系统中以氧化铁作为变量，研究不同氧化铁添加量对于硼硅酸盐系统的釉层显微结构、釉色等的影响。结果表明：氧化铁的加入使得釉层结构改变，进而形成了釉面颜色变化。在没有氧化铁加入时，硼硅酸盐釉系统形成分相，产生200 nm左右的富B球形液滴和富Si连续相，在米氏散射作用下釉面呈现乳浊白色；少量氧化铁的加入导致釉熔体分相结构改变，富B相球形液滴尺寸减小，入射光在釉层被散射，在离子着色的作用下釉面呈现棕黄色；随着氧化铁的增加，球形液滴的尺寸继续减小，铁离子浓度在釉层不断聚集增大，入射光在釉层被大量的消耗，最终使得釉面呈黑色；当氧化铁添加量过多时，大量六边形赤铁矿α-Fe₂O₃晶体从釉层析出且呈不规则取向排列，形成“金星闪耀”的釉面效果。     

不同冷却气氛浓度对油滴釉呈色及显微结构的影响

实验以釉石、红土、草木灰、长石等天然矿物为主要原料,以松柴为气氛还原介质,在电柴两用窑炉中烧制出不同呈色的油滴釉。采用CIE L*a*b*、XRD、Raman、SEM、EDS、XPS等测试手段,探究不同冷却气氛浓度对油滴釉呈色及显微结构的影响。结果表明：当还原气体H₂浓度为0.024%,CO浓度为0.18%时,釉面析出红棕色的晶斑,晶斑的呈色以微米级取向杂乱的ε-Fe₂O₃晶体的化学色为主;当还原气体H₂浓度为8.16%,CO浓度为19.18%时,釉面析出银白泛红棕色的晶斑,晶斑的呈色是由取向较好的α-Fe₂O₃晶体对光的全反射和α-Fe₂O₃晶体的化学色耦合而成;当还原气体H₂浓度为10.55%,CO浓度为23.36%时,釉面析出银蓝色的晶斑,晶斑的呈色由大小约50 nm斜立薄片状的Fe₃O₄晶体产生瑞利散射的乳蓝色和对光反射产生的亮银色共同作用...     

铁系结晶釉的可控制备与装饰效果

以古代黑釉瓷研究为基础,设计并制备SiO₂-Al₂O₃-K₂O-MgO-CaO-Fe₂O₃多元系统高温釉。通过改变烧成制度调控釉的析晶行为和显微结构,得到了外观各异的釉面装饰效果。利用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、X射线衍射仪和Raman光谱仪,分析了热历史对析晶种类及其形貌的影响规律,研究了釉面外观的影响因素及呈色机理,并在1 000～1 050℃弱氧化的气氛下成功制备了ε-Fe₂O₃析晶层。结果表明:釉表面析出的α-Fe₂O₃晶体具有较好的取向排列及多种显微形貌,与器物的析晶位置和析晶面的方向有关。表面析晶的α-Fe₂O₃呈银色金属光泽,属于物理结构色。     

P2O5对(K,Na)2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2系分相乳浊釉性能及结构的影响

在(K,Na)₂O-CaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂分相乳浊釉中引入P₂O₅,用热膨胀仪、色度仪、维氏硬度计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱等测试方法探究其对釉面性能及釉玻璃结构的影响。结果表明:釉面白度和维氏硬度随P₂O₅引入量的增加而显著提高,白度由46.58%提高至71.79%,维氏硬度由737.94 HV提高至1 153.03 HV;在P₂O₅组分引入量较低时(0.58%,摩尔分数,下同),[PO₄]易夺取基质玻璃相中[BO₄]的桥氧促使[BO₄]向[BO₃]转变,促进釉熔体分相,此时P₂O₅多存在于富硼分相液滴中。当P₂O₅组分...     

釉面分相对无铅CuO-MnO2系金属光泽釉的影响

以钙系生料釉为基础,引入结晶剂CuO、MnO₂制备无铅CuO-MnO₂系金属光泽釉;结合XRD、SEM-EDS进行物相组成定性分析和显微结构表征,系统探究外加TiO₂、V₂O₅以及玻璃粉对金属光泽釉釉面分相的影响。研究表明:一定量的TiO₂、V₂O₅引入能有效促进釉面的分相,将玻璃粉部分替换基础釉中的钾长石能使得釉熔体的高温粘度降低,并进一步加剧釉面分相,促进CuMn₂O₄铜锰尖晶石在釉层表面的析出和富集;当TiO₂引入量为2%,V₂O₅引入量为1%,玻璃粉引入量为25%(同为质量分数)时,金属光泽釉釉面效果最佳。     

五代耀州窑与北宋汝窑及南宋官窑青瓷釉的对比

对比分析了五代耀州窑、北宋汝窑和南宋官窑青瓷釉的化学组成、玻璃相的分子结构、显微结构以及铁元素的化学状态等,并总结其色彩异化与地域特色形成的本质原因。结果表明:五代耀州窑青瓷釉含有相对较高的K₂O和CaO含量,有利于绿蓝发色和釉层中气泡的长大与排出,故釉色泛青且釉面透明度和光泽度高。北宋汝窑青瓷釉含有相对较高的Fe₂O₃和P₂O₅含量,正是由于P⁵⁺对Fe³⁺的反极化作用,增强了釉面的蓝色调。同时,釉层中密集的气泡、析晶和分相结构不仅提高了釉面的乳浊度,并形成了蛋白石效果。南宋官窑青瓷釉的基础釉组成与汝窑青瓷釉相近,显微结构也相似,但由于其SiO₂含量高,促使釉熔体在非均相成核阶段气泡聚集体的形成,进一步提高了乳浊度,并有利于釉面玉质感的形成。此外,烧成温度、埋藏土壤pH值以及制釉原料中铁元素存在形式的差异,也会影响青瓷釉的外观,同时也是地域特色形成的原因。     

添加剂对紫砂土艺术色釉的影响及其呈色机理

采用紫砂土为铁源并引入Ca₃（PO₄）₂与Sn O₂双添加剂制备艺术釉。利用紫外可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜等探究添加剂对其釉色、显微结构及艺术纹理的影响。结果表明：添加剂的引入除改变铁离子存在形式外,也有助于不规则蓝色花纹的产生。当引入Ca₃（PO₄）₂时,部分铁离子被还原,釉面呈蓝黄色且出现少量蓝色花纹;而同时引入Ca₃（PO₄）₂与Sn O₂会使得对铁离子的还原性加强,Fe²⁺与Fe³⁺的比值增加,釉面呈蓝绿色,花纹明显且明度值L*变大。釉玻璃体中存在的Fe³⁺―O―Fe²⁺是呈色因素之一,液相分离形成的结构色是辅助色,二者结合使釉面更为美观。     

含Nb2O5非晶光子结构色釉的制备及其色彩调控机制

在Na₂O–K₂O–MgO–CaO–Al₂O₃–SiO₂系陶瓷釉中，通过引入2%～7%(质量分数)的Nb₂O₅，制备出蓝、青色的非晶光子结构色釉。采用紫外–可见反射光谱、Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等研究Nb₂O₅加入量对釉色、分相结构及元素分布的影响，并揭示其对非晶光子结构色的调控机制。结果表明：随着Nb₂O₅加入量的增多，釉中[NbO₄]四面体转变为[NbO₆]八面体，其作为网络修饰体存在于釉中，使得高温下釉熔体的黏度降低，分相液滴长大。并且，富集于分相液滴中的Nb元素提高了其与基相的相对折射率差，促使非晶光子结构色的波长向长波方向移动，釉色由蓝色向青色发展。     

中温氧化双层花釉的制备及研究

以分相/析晶乳浊釉为面釉、以透明釉及其外加6 wt% Fe₂O₃为底釉在中温氧化烧成条件下制备得到系列双层花釉。通过体视显微镜和SEM/EDS对铁着色底釉双层花釉釉样表面及断面进行观测和微观成分分析,并研究了工艺因素对其釉面效果的影响。结果表明:Fe₂O₃着色釉作为双层花釉的底釉制备得到的釉面效果较透明釉更加稳定,釉面均为白色与褐色相间的蜘蛛网格式图纹,釉料酸碱性差异主要体现为铁在底釉中的不同呈色效果;釉面白色区域主要分布有大尺寸长晶和分相液滴,P元素含量较高、Fe元素含量较低,褐色区域Fe元素含量较高、P元素含量较低;釉面网格状花纹是Fe₂O₃熔融反应产生的气泡在釉层中搅动和排出釉面时将底釉成分迁移扩散至釉面形成。当升温速率在5～10℃/min、底釉与面釉施釉重量比值D/M在3.5～5.84时可获得稳定的白色/褐色相间网格状图纹效果。     

UV/Fe0/H2O2降解乙苯气体的工艺研究

以零价铁(Fe⁰)代替Fe²⁺作Fenton试剂催化剂,考察H₂O₂浓度、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比和pH值对UV/Fe⁰/H₂O₂技术降解乙苯气体的影响,分析了反应过程中H₂O₂和铁物质的浓度变化,通过GC-MS检测不同时间段的液体中间产物。结果表明,以48μm工业级Fe⁰作催化剂,在H₂O₂浓度为100 mmol/L、[H₂O₂]/[Fe⁰]摩尔比为40和pH值为3的优化条件下,UV₃₆₅/Fe⁰/H₂O₂体系中乙苯气体降解率在45 min内达到67.5%。检测到不同时间段的液体中间产物,如甲苯、苯乙醇...     

氧化铁与方解石的含量对黑釉釉面呈色的影响

黑釉瓷烧制历史悠久,在宋代时期黑釉瓷发展达到顶峰,但早期黑釉瓷与宋代时期釉面色泽差异较大,除工艺、烧成等因素外,配方组成方面主要影响因素为着色氧化物以及助熔剂。通过单因素法探究配方组成中氧化铁与方解石含量对黑釉釉面呈色的影响,并借助色度仪、透射电子显微镜、X射线衍射仪等测试手段表征分析。结果表明,在黑釉中随着氧化铁含量的增加,L^*值先减小后增大,在7 wt%时L^*值最低为8,同时由于过饱和氧化铁存在,釉面开始析出赤铁矿晶体;随着方解石含量的增加,釉中助熔剂含量提高,釉的熔融温度降低,着色剂熔解提高,釉面颜色由黑色逐步变为黄色,当方解石含量为11%时,L^*值最低为4。     

花型结晶釉的制备及显微结构表征

针对传统结晶釉产品普遍存在的烧成温度高、保温时间长、连续化生产难等问题,以钾长石、方解石、氧化锌、玻璃粉为主要原料,在1 220 ℃成功烧成K₂O-Na₂O-CaO-ZnO-SiO₂-Al₂O₃系陶胎结晶釉,重点研究了窑炉冷却制度和着色剂对釉面效果的影响。结果表明:冷却过程中,1 100 ℃“定点保温”3 h,2%(质量分数)NiO和2%(质量分数)CuO的着色剂组合可使陶胎釉面呈现直径约4.5 cm、白色花边、绿色内簇的花状粗晶;在速率为125 ℃/h的“缓速冷却”制度下,可生成内部绿色放射状晶簇、宏观尺寸约8 mm、美观自然且边界清晰的“梅花状”晶体。采用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱仪(EDS)、XRD等分析对典型“梅花状”晶体的显微结构、化学组成等进行了表征,发现其内部存在着六边形柱状、针状等同晶异构硅锌矿晶体。六边形柱状晶体主要聚集在“梅花”中心,由于垂直釉面方向空间受限而长大缓慢,其尺寸普遍在2 μm左右;针状晶体主要平行于釉面并向“花瓣”放射生长。底釉非晶玻璃相中存在大量纳米级分相微球结构,呈现出豆绿乳浊效果。Fe₂O₃、CuO、MnO、NiO的两两组合可使陶胎釉面呈现窑变多色的釉面结晶效果,其中Fe₂O₃与MnO,以及NiO与CuO的着色组合效果最佳。     

煅烧温度对磁性铁钛复合氧化物微观结构及脱硝活性的影响

利用共沉淀微波法构筑新型磁性铁钛复合氧化物催化剂,研究了煅烧温度对其物性结构及NH₃-SCR脱硝性能的影响,揭示了钛掺杂对磁性γ-Fe₂O₃晶体高温热转化及其脱硝性能的优化机制。结果表明：当煅烧温度由300℃升至500℃时,磁性铁氧化物的比表面积、孔容先增大后减小,且较高的煅烧温度促使其γ-Fe₂O₃晶体逐步转变为α-Fe₂O₃晶体,导致磁性铁氧化物表面Fe²⁺和活性氧浓度增大,促使其NH₃-SCR脱硝性能降低;掺杂钛可提高磁性铁氧化物的热稳定性,抑制了高温煅烧下γ-Fe₂O₃晶体向α-Fe₂O₃晶体的不可逆转变和其孔隙结构的坍塌,增大了高温煅烧时磁性铁氧化物催化剂的比表面积和比孔容,合适的煅烧温度为400℃;该煅烧温度下,催化剂低温活性最佳,反应温度高于220℃、空速比60000h^-1时可获得80%以上的NO_x转化效率。     

TiO_2对(K,Na)_2O–CaO–Al_2O_3–SiO_2–B_2O_3系分相乳浊釉性能及结构的影响

用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、光电子能谱、色度仪等测试手段研究TiO_2对(K,Na)_2O–CaO–Al_2O_3–SiO_2–B_2O_3系1 200℃低温快烧分相乳浊釉的釉面光学性能及结构的影响。结果表明:随着TiO_2引入量的增加,釉面白度及光泽度获得显著提高,白度由44.1%增至82.1%,光泽度由34%增至79%,白度越高,釉乳浊性能越好。但当TiO_2引入为6%(质量分数)时,釉面向黄色调偏移。Ti在分相釉玻璃体中主要以Ti4+存在;TiO_2有利于釉玻璃网络结构的转变,提高釉的分相倾向,使分相液滴尺寸及组成产生显著变化,强化了釉层对入射光的散射能力,致使釉面乳浊性能明显提高。烧成过程中釉乳浊性能的形成主要源于烧成过程中釉玻璃体的冷却阶段,尤其是低温阶段(T≤900℃)分相液滴尺寸及组成的变化。     

Cu2+和Co2+促进芬顿氧化处理垃圾渗滤液的研究

通过在传统芬顿体系中加入Cu²⁺、Co²⁺,研究Cu²⁺/Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂、Cu²⁺/Fe²⁺/H₂O₂、Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂和Fe²⁺/H₂O₂四种芬顿体系对垃圾渗滤液的处理效果,发现当初始pH分别为2、3、4、5、6时,各体系去除CODCr的效果排序为Cu²⁺/Co²⁺/Fe²⁺/H₂O₂>Cu²⁺/Fe²⁺/H₂O₂>Co²⁺/Fe^2...     

“K2O-Na2O-CaO-BaO-SrO”复合熔剂熔融特性及对陶瓷岩板釉面性能的影响

以“BaO-Al₂O₃-SiO₂”三元系统相图为基础,选取烧氧化锌、碳酸钡、超细石英和S17^#高锶熔块为变量原料,采用正交试验方法系统研制出复合溶剂型亚光釉料并制备出相应的釉饰陶瓷岩板产品;借助灰熔点测定了复合溶剂釉的熔融温度范围,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜等研究了釉面的组成,结构和表面平整度;研究结果表明：当釉料配方中烧氧化锌为5%、碳酸钡为6%、超细石英为3%和S17^#熔块为45%时,其所制备出对应的产品釉层可在1169～1185℃烧成温度范围内出现不同形状的(K,Na,Sr,Ba)Al_xSi_xO₈长石晶体,从而产生了漫反射,达到釉面的亚光效果;其釉层表面粗糙度Ra为0.91μm、Rz为8.12μm,轮廓显微形貌相对比较完整且平缓,有利于提升陶瓷岩板产品釉面的细腻平滑、易清洁性能。     

工艺条件对荧光釉性能的影响

笔者讨论了荧光釉中SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉蓄能发光材料的含量、温度以及气氛对荧光釉发光强度、余辉衰减和釉面质量性能的影响,对测试的余辉亮度进行拟合得到了余辉衰减的规律曲线,并通过显微结构分析讨论了主要影响因素和机理。结果表明:随着SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉蓄能发光材料含量增加,发光强度增大但釉面质量会变差,并最终确定了制备荧光釉合理的烧成工艺条件。本研究制备的荧光釉初始发光强度达到10 cd/m²以上,发光强度衰减到人肉眼能感知的极限强度(0.032 mcd/m²),所持续时间可达10 h以上。研究发现烧成气氛的影响不大,可以根据实际要求进行选择。     

青釉制备及其影响因素的研究

以钠长石、偏高岭土、方解石、石英粉为釉用原料，氧化铁为着色剂，在高岭土坯体上采用热化学反应法成功制备了青瓷乳浊釉面。研究了Si/Al比、RO/R₂O比、Fe₂O₃加入量、烧结温度对青瓷釉面以及釉面/坯体结构的影响。利用XRD、SEM、EDS、光学显微镜对所制备的青瓷釉面物相组成与显微结构进行了表征。结果表明，当Si/Al比为9.136～10.456、RO/R₂O比为5时，烧结温度1320℃，保温3 h时可制备出光滑无裂纹、具有乳浊性能的青瓷釉面。当Fe₂O₃的加入量为1.0%～1.5%(wt)时，青瓷釉面呈粉青色，随着Fe₂O₃的加入量增加到2.5%～3.5%(wt)时，青瓷釉面逐渐变成豆青色。坯体中的Al³⁺扩渗到釉层中形成钙长石晶须，使青瓷釉面具有乳浊性能。     

陶胎结晶釉的制备及釉面效果分析

通过制备以陶坯为载体、配方简单、最高烧成温度1200～1220℃的中温结晶釉,研究了不同着色剂及原料对釉面效果的影响。结果表明:方解石、玻璃粉、长石、氧化锌对釉面结晶效果影响显著,方解石是影响釉面效果的关键因素,玻璃粉次之,而氧化锌在一定范围内变化,其影响最小。钠长石相比钾长石,具有一定的降低釉面结晶的趋势。NiO、MnO、CuO分别使陶胎釉面呈现蓝绿、黄、黄绿的晶花效果,Fe₂O₃可使陶胎釉面呈现紫底金花的绚丽效果。SEM、EDS、XRD表征发现,陶胎结晶釉釉层中存在大量硅酸锌针状晶体、贫Si类三角形相及少量杂质相。当着色剂MnO、CuO用量从2%增至6%,甚至更高的9%,釉面晶体反而呈现减少趋势,表明过多的着色剂加入反而会抑制晶体生长,使釉面呈现"金属"或无光效果。相比较白瓷胎体,复合的Fe₂O₃、NiO、MnO、CuO可使陶胎釉面呈现更为多色的结晶效果。     

黄土着色天青釉的还原状态及釉色分析

以铜川地区黄土作为着色剂,以磷酸钙为磷元素来源,进行了仿耀州五代天青釉的制备研究。利用色度仪,XRD、Raman、UV-vis-NIR、XPS和SEM等测试手段,研究了黄土加入量对釉色、物相、显微结构以及铁元素价态的影响,分析了其呈色机理,并与古代样品进行了对比。结果表明：随着黄土含量的增加,釉面的亮度值(L*)先减小后增大,黄蓝值(b*)先增大后减小。同时,釉熔体黏度减小,气泡和分相液滴的尺寸增大,硅氧四面体(Qn)桥氧离子数减小。铁的含量的增多,使Fe²⁺和Fe³⁺的原子比从54.37/45.63减小至41.74/58.26,釉色由蓝白向蓝青到青绿色发展。釉内的晶体使入射光线产生固相乳浊,同时短程有序的分相结构产生光子非晶结构色,修饰了铁的化学色。在黄土含量达到20%～30%时,获得了理想的仿耀州窑五代天青釉效果。