[发明专利]一种“中国紫”和“中国蓝”颜料传统烧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学材料技术领域，具体涉及一种“中国紫”和“中国蓝”颜料传统烧制方法。

背景技术

“中国紫”（或称“汉紫”：BaCuSi2O6）、“中国蓝”（或称“汉蓝”：BaCuSi4O10）是人工合成的铜钡硅酸盐颜料矿物，是中国古代一项伟大的科技发明，其原料配方及烧制技术已失传一千多年，至今尚无人揭示。目前国内还没有有关烧制“中国紫”和“中国蓝”的专利技术。

1900年，Le Chatelier在不依赖于中国古代知识的情况下“重新发明”了中国蓝，并以埃及蓝为基础在柏林专利局申请了“从埃及蓝逐渐形成中国蓝和中国紫”的专利（专利号：112761）。1959年美国科学家Pabst在研究超导材料时也合成出了中国蓝。Rhone Poulenc公司利用现代方法提高和改善了Le Chatelier的设计，并根据新的成果申请了“用溶胶-凝胶法生产中国蓝和中国紫”的专利。

古代合成这些矿物只能利用天然矿物，由于对中国的钡矿资源缺乏了解及研究思路上的问题，目前国内外学者的研究都解决不了古代烧制“中国紫”、“中国蓝”的原料配方及烧制技术问题。

发明内容

为了恢复合成“中国紫”、“中国蓝”的传统原料配方及烧制工艺，为利用传统工艺进行“中国紫”、“中国蓝”颜料的生产提供技术支持。同时，在博物馆、科技馆等场所向观众，尤其中小学生展示，并让他们亲手模拟操作这一技术的工艺流程。本发明的目的是提供一种中国紫”和“中国蓝”颜料传统烧制方法。

为了实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：

一种中国紫”和“中国蓝”颜料传统烧制方法，其包括如下步骤：

（1）按比例配制原料;

（2）研磨原料，并混合均匀；

（3）将步骤（2）所得混合好的原料入炉烧制，得“中国紫”和“中国蓝”颜料。

优选的，步骤（1）中所述原料为天然矿物石英，黑铜矿/孔雀石，和毒重石；所述石英、黑铜矿/孔雀石、毒重石分别按重量百分比30%、20%和50%或47%、15%和38%称重配料。

其中，天然矿物石英，块状，主要成分SiO₂含量﹥99%，莫氏硬度为7，玻璃光泽；无色或白色，常含有少量三氧化二铝，氧化钙等杂质。

其中，黑铜矿/孔雀石：实验用黑铜矿灰黑色，粉状，CuO含量﹥98%。

其中，毒重石：块状，主要成分碳酸钡（BaCO₃），莫氏硬度3-3.5。实验用呈灰黑色，还有无色或白色的，BaO含量﹥75%，常含有少量的钙和锶。

优选的，步骤（2）中所述原料研磨后过200～250目筛。

优选的，所述步骤（2）中还包括烘干程序。

优选的，步骤（3）中所述烧制过程的反应式为：

BaO+CuO+2SiO₂→BaCuSi₂O₆，

BaO+CuO+4SiO₂→BaCuSi₄O₁₀，

BaCuSi₂O₆+2SiO₂→BaCuSi₄O₁₀。

所述反应条件为：温度为850℃～1100℃，时间为2～6小时。因为是一种固态合成反应，温度和时间是相互关联的，提高温度可减少反应的时间；同时和入炉配料的多少也有关。烧制中国紫为主，优选温度为1000℃±50℃；如果炉料堆积不厚，或可适时翻动，时间优选为2～3小时，更优选2个小时。烧制中国蓝为主时，温度要稍高一些，优选温度为1000℃～1100℃，时间优选为4～6小时即可，更优选为6小时。温度过高、时间过长可能会有其它的硅酸盐副产品物相出来。

优选的，步骤（3）中所述反应条件还包括使用PbO催化剂。

优选的，所述中国紫”和“中国蓝”颜料传统烧制方法，具体包括如下步骤：

（1）准备天然矿物石英，黑铜矿/孔雀石，和毒重石；所述石英、黑铜矿/孔雀石、毒重石分别按重量百分比30%、20%和50%或47%、15%和38%称重配料；

（2）研磨原料，研磨后过200～250目筛，并混合均匀；

（3）在大气环境和常压条件下，将步骤（2）所得混合好的原料入炉烧制，烧制温度为850℃～1100℃，时间为2～6小时，所述烧制过程的反应式为：