结构色是一种由物质微观结构引起光的折射、干涉、衍射、散射等作用而产生的颜色。目前,结构色在一些领域的应用研究已非常活跃,但在陶瓷釉方面的研究却鲜有涉及。本文通过制备Si O2、Ti O2及Si O2@Ti O2三种光子晶体结构色用单分散微球,以垂直沉积法分别在玻璃和瓷胎表面自组装,制得了颜色艳丽的结构色釉,通过对结构色釉的各种影响因素进行深入地探讨和分析,以期为光子晶体仿生结构色在玻璃及瓷胎上的应用提供一定的实验基础与理论指导。(1)采用溶胶凝胶法制备了不同粒径的单分散Si O2胶体微球,并以垂直沉积自组装法将其在玻璃及瓷胎表面制备了颜色艳丽的结构色釉。研究了微球粒径的工艺控制方法及微球尺寸、热处理温度、膜层厚度、不同基底以及微球后处理对结构色的影响。SEM、XRD、红外光谱等分析表明:在Si O2微球制备过程中,随着反应过程中氨水和正硅酸乙酯浓度的增大,微球粒径逐渐增大;水解、缩聚反应温度升高,微球尺寸会逐渐减小;体系水含量增大,Si O2微球尺寸先增大后减小,存在一个峰值。薄膜分析表明:具有良好三维有序密堆积结构的薄膜,其颜色随着自组装用微球粒径的增大发生红移;热处理过程可使微球收缩,粒径减小,晶面间距缩短,结构色釉颜色发生微弱蓝移。研究发现:胶体粒子浓度过大,将导致膜层过厚,结构色釉颜色饱和度降低;瓷胎与玻璃基相比,所得结构色膜层缺陷少、制备周期短、颜色更为均一艳丽,且不易出现肉眼可见的横向“条纹”;直接采用反应后悬浮液中的微球,比之热处理后的微球进行自组装,所得结构色的颜色红移且色彩更为鲜亮。(2)采用溶胶凝胶法制备了不同粒径的单分散Ti O2胶体微球,并以垂直沉积自组装法将其在玻璃及瓷胎表面制备了颜色艳丽的结构色釉。研究了微球粒径的工艺控制方法、不同基底以及微球尺寸对结构色的影响。SEM、XRD分析表明:在Ti O2微球制备过程中,随着钛源浓度增大,微球粒径逐渐增大;随着氨水、乙腈含量及反应温度逐渐增加,微球粒径逐渐减小;温度越低,微球表面越光滑;乙腈含量超过一定值,小的薄层碎片会从Ti O2微球表面脱落,使微球性质变差。薄膜分析表明:相同条件下,在瓷胎上制得的结构色层近乎白色,颜色不如玻璃基呈色效果好;与Si O2微球相似,Ti O2光子晶体结构颜色也会随着自组装用的Ti O2微球颗粒的增大而发生红移,但Ti O2光子晶体结构色层所显现的颜色并不如Si O2的鲜亮,且相同颜色下,Ti O2结构颜色所用的微球粒径要比Si O2硅结构颜色所用的微球粒径小;根据实验推算结果可知合成的Ti O2微球的折射率约为1.806,与水合非晶氧化钛的理论值刚好相符。(3)通过向氧化硅球种子溶液中加入钛前驱液后,合成了单分散Si O2@Ti O2核壳结构胶体微球,以垂直沉积自组装法将其在玻璃表面制备了结构色釉。研究了包覆前后结构色釉层颜色、物相的变化。SEM、EDS及XRD分析表明:合成的Si O2@Ti O2核壳结构微球同Si O2微球相似,均为无定型态,至600℃出现微弱的锐钛矿相,900℃开始转变为金红石相;与包覆前的Si O2结构色釉的显色相比,包覆后的Si O2@Ti O2结构色发生红移,显示微弱的红色,同时饱和度及明度都有很大程度的降低。