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颜色就是语码信息,是色彩传递出的语言的翻译。如今,寻找具有优异物理化学特性的新型,环保,经济上可行的颜料已成为颜料工业的永久挑战。颜料分为有机颜料和无机颜料,虽然有机颜料颜色鲜艳,但其耐热性和遮盖力方面不及无机颜料,对于玻璃、陶瓷、搪瓷、建筑等应用来说,只能选用无机颜料。黄橙色无机颜料主要有铅铬黄(铬酸铅)、锌铬黄(铬酸锌)、镉黄(硫化镉)、镉红(硒化镉)和铁黄(水合氧化铁)等。因此,含有毒重金属或过渡金属(如Pb2+,Cr6+,Cd2+)黄橙色无机颜料,在生产和使用过程中对人体和环境有害。无机颜料是根据其本征带隙吸收和反射来调节颜色变化。黄橙色无机颜料的吸收范围必须达到蓝绿光区,但是绝大多数无机材料的本征带隙吸收位于紫外区,带隙吸收达到蓝绿光区的材料种类非常少,因此,发现新的无机有色颜料是非常困难的。针对上述情况,我们提出一种新的方法,通过掺杂的稀土离子电子跃迁来实现蓝绿光区的吸收,从而在本征带隙吸收位于紫外区的常规无机材料中实现黄橙色无机颜料。硅酸盐材料因具有良好的化学稳定性和热稳定性,成本低且易得等优势,是一种比较好的基质材料。本论文以Sr2SiO4和Sr3SiO5为基质材料,采用传统的制备方法合成了无机环保型黄色和橙红色颜料。利用X射线衍射仪(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对粉末样品的物相、晶体结构等进行分析,利用紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计测试样品的反射率,利用Van Uitert建立了一个模型公式计算掺杂离子之间的相互关系,利用CIELab色坐标数据表征样品颜色的色纯度和亮度。主要内容如下:(1)以SrCO3为锶源、SiO2为硅源,采用高温固相反应法制备黄色颜料。结果表明:(Sr1-xEux)2SiO4(x=0,1,2,4,8,16,32,64,100 mol%)系列颜料在 1250℃结晶,样品的粒径均匀,其尺寸约5.5μm。随着Eu2+离子取代Sr2SiO4中Sr离子含量的增加,样品的颜色由白色过渡到浅黄色再到黄色。颜料样品可见光反射率(20%-75%)随着Eu2+离子浓度的增加而降低,而近红外反射率都基本维持在90%左右。通过Van Uitert的模型计算得出离子间的相互作用类型为电偶极-电四极相互作用。(2)以碳酸锶和二氧化硅为原材料,采用传统的高温固相法制备粉末颜料。结果表明:(Sr1-xEux)3SiO5(x=0,1,2,4,8,16,32,64,100 mol%)系列颜料在 1250℃,保温 3 h 成功合成,样品的颗粒均匀,粒径约8 μm。随着Eu2+离子取代Sr3SiO5中的Sr3+离子含量的增加,粉末样品的颜色从白色过渡到橙色再过渡到灰色,这些样品相应的CIE坐标有规律地从(0.345,0.355)偏移至(0.490,0.427)再返回(0.324,0.348)。颜料样品的可见光反射率(65%-80%)和近红外反射率(85%-95%)都随着Eu2+离子浓度的增加呈现先降低后增加的趋势。当掺杂铕离子浓度为16%时颜料的呈色性能最佳,L*值为96.28,a*值为32.82,b*值为 87.89,C*值为 93.79,色度角 h%为 68.75%。(3)同样以碳酸锶和二氧化硅为原材料,添加了 NH4Cl,H3BO3,BaF2,MgF2,CaF2等助溶剂,采用高温固相反应法成功合成了(Sr0.92Eu0.08)3Si05的粉末样品。结果表明:添加助溶剂后,颜料样品的颜色和颗粒形貌、粒径尺寸都有很大变化。添加NH4Cl,H3BO3,BaF2,MgF2,CaF2等助溶剂的粉末样品的粒径分别为:6.01,5.29,9.66,10.08,3.08μm,相对应的颜料样品的颜色分别是:浅黄色、浅粉色、橙黄色、橙红色、灰白色。颜料样品的可见光反射率分别为72%,60%,70%,65%,75%,基本围绕在70%左右。呈色性能来说,其助溶剂为NH4Cl,BaF2,MgF2时颜色最佳,L*值分别为95.27,95.79,90.09,a*值分别为29.56,35.24,30.38,b*值分别为77.84,86.08,78.12,C*值分别为 83.26,93.01,83.82,色度角h°值分别是69%,67%,68%。