[发明专利]一种红色光子釉的制备方法

说明书

本发明涉及一种红色光子釉的制备方法，采用高岭土、石英、TiO2、石灰石、钠长石、ZnO、滑石粉末为原料，经配料、球磨、过筛、陈腐、施釉、干燥、烧成、冷却后获得制品。本方法采用一步固相烧结方法制备得到的光子釉，其类光子晶体结构具有更高的致密程度，因而对入射光具有更高的反射效率，本方法工艺简单，减少着色颜料中重金属元素的添加，对于资源节约和环境保护有益，成本低廉，易于大规模生产，因此具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于类光子晶体结构色陶瓷釉，具体涉及一种红色光子釉的制备方法。

背景技术

光子晶体，是指具有光子带隙特性的材料，在光学尺度上呈周期性排列，根据布拉格衍射可以产生一定尺寸的光子带隙，具有相应波长尺寸的入射光会被反射从而无法继续传播，宏观表现为饱和亮丽的结构颜色。光子晶体材料具有优异的光学性能，尽管光子晶体概念的提出已经30多年，但是在陶瓷釉料这一领域中的光子晶体结构研究进展较为缓慢。一方面，釉熔体在烧结过程中会发生强烈的化学反应，这增加了釉层结构的不可控性；另一方面，在高温下，难以控制釉层中晶体结构的周期性规则排列。

目前，制备光子晶体应用最广泛的方法是在溶胶凝胶系统中利用胶体颗粒的自组装形成光子晶体，但是通过自组装所得到的光子晶体结构致密度较低，无法表现出亮丽饱和的结构颜色,而且胶体系统所需的烧结温度较低，得到的胶体光子晶体结构的力学及光学性能较低。采用溶胶-凝胶法制备胶体光子晶体通常需要使用一些有机物来制备胶体颗粒悬浮液，增加了经济成本，难以大规模生产。因而，利用一步固相烧结方法制备陶瓷基光子晶体材料便表现出巨大的优势，即一次烧成，工艺简单和成本低廉，并且陶瓷材料的致密程度和光反射率要远高于胶体系统，所以釉面表现出更加亮丽的颜色效果。而且避免了传统红色釉料中硒化镉和其他重金属氧化物的使用，减少对人类和环境造成的危害。陶瓷光子釉采用高温烧结因而具有更高的稳定性，因为表面结构呈色依赖于釉层类光子晶体结构对于入射光的反射，所以理论上只要保持结构稳定，则颜色永远不会改变。因此，迫切需要寻找一种稳定，高效的红色光子釉的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于降低传统红色陶瓷釉料中的重金属元素掺杂的数量，提供一种成本低廉、工艺简单、可规模化生产、发色稳定、绿色环保的红色光子釉的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种红色光子釉的制备方法，其特征在于，采用高岭土、石英、TiO₂、石灰石、钠长石、ZnO、滑石粉末为原料，经配料、球磨、过筛、陈腐、施釉、干燥、烧成、冷却后获得制品；

所述原料配方的质量分数为：高岭土 8.5～20.0%，石英 10.5～22.5%，TiO₂ 6.5～18.5%，石灰石8.0～25.0%，钠长石13.5～26.0%，ZnO 10.0～20.0%，滑石5.0～10.0%；

所述球磨的时间为1小时；

所述过筛后釉浆颗粒度45μm，陈腐时间为24小时；

所述干燥的温度为60℃，时间为10小时；

所述烧成温度为1100～1300℃，最高温的保温90分钟，降温过程中于1000～1200℃，保温30分钟。

所述制品的Lab值分别为：L=25.0～55.0，a=10.0～55.0，b=-0.5～+0.5。

本发明的有益效果是：

（1）本发明在陶瓷釉层中制备得到类光子晶体结构，在烧制过程中利用釉熔体中不同极性离子的作用，形成一种特殊的核壳纳米结构颗粒，其内外层结构具有很大的折射率对比度。在烧制过程中大量核壳颗粒短程有序排列进而形成类光子晶体结构。