陶瓷瓷釉中稀土原料的应用

2011-04-20


陶瓷瓷釉中稀土原料的应用
时间:2010-09-14来源:陶城报资讯网 作者:秩名

  稀土元素是指位于元素周期表中第三族,第六周期中的镧系元素,也包括性质相似的钪和钇在内的各种元素的合称,其化学活性很强,能生成极为稳定的氧化物、卤化物等。在较低的温度下又能与氢、氮、磷、碳及其他元素作用生成各种化合物。稀土元素的氧化物是呈各种颜色的粉状物质,经高温煅烧,不溶于水,难溶于酸,是优良的釉用原料。

  我国稀土资源非常丰富,产量居世界第二位。但是,国内经过近二十年的开发,我国稀土储量日益减少,是资源开发与环境保护产生了矛盾,是乱采滥挖带来了恶性竞争,“盗采”、“超采”、“挑肥拣瘦”及“走私”等现象,但就目前国内的稀土行业也只限于比较低端的研究开发,跟国外相比还有很大的差距。全世界的陶瓷、玻璃工业中稀土应用量约占稀土总产量的40%。
 

  稀土元素的电子层结构特殊,随着元子核电荷的增多即原子序数增加,其外层的o层、p层电子层结构几乎无变化。由于外层电子的屏蔽作用,使稀土元素的离子或溶解于氧化物中的稀土,都能显示各自的颜色。另外,稀土元素的电子层多而复杂,所以稀土元素的光谱线都要比其它元素多样。它们可以吸收或发射从紫外光、可见光到红外光区域的各种波长的电磁辐射。因此,稀土元素呈色多姿多彩,且颜色纯净,光透性强,有些元素还具有变色效应,可作为陶瓷釉料中的变色剂。

  稀土元素在陶瓷上的应用,主要就是利用了稀土独特的光学性能,用作着色或助色原料。选用稀土元料烧制出的瓷器,色泽艳丽,柔润,是一般着色剂难以比肩的。

  陶瓷上使用稀土的历史,最早可追溯到南宋时期的龙泉青瓷。龙泉青瓷原料中使用的紫金土中,就含有微量的镧、镜、钆等稀土元素,由于镧、镜、钆与铜、铁、钴等离子进行组合,出现了新的吸收光谱,因而获得了晶莹润泽,青翠如玉的釉色,达到青瓷历史上的最高水平。换句话说,陶瓷的生产其实也是稀土材料一个比较传统的应用。

  稀土的镨最早应用于玻璃、陶瓷制品中,它在陶瓷中是一种稳定纯正,着色力强的釉用原料。在还原焰气氛烧成,无色。在氧化焰气氛中烧成呈鲜艳的向阳黄,即镨黄。

  氧化镨还可与五氧化二钒配制成艳丽的苹果绿,称为镨绿。镨钕混合着色为灰色,再加入硒化锌为淡紫色镨如混合中加入小量钴,使釉色呈鲜艳的亮灰色。镧在瓷釉中呈白色,可使釉面晶莹光润,起到了光泽剂的作用。

  铈在瓷釉中呈黄色,还可制成白度很高、遮盖力强的陶瓷乳浊剂,使釉面光泽莹润。在陶瓷釉料中引入稀土中的钕元素,可使产品具有变色效应,在不同光源的照射下,使产品呈现赤、橙、黄、绿、蓝、紫六种变幻的颜色。

  总之,稀土在陶瓷上的应用研究,在我国方兴未艾,应用前景广阔。但尚有诸多课题,有待进一步深入研究而加以利用。如今,国家的稀土产业正在做出调整,特别是今年,在短短半年内国家总理给予13次批示,南方五省区15市联手监管稀土开发……一个产值不到400亿元的矿业,却成为了从国内到国际,地方到中央的热议话题。

 

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