【摘 要】
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白色乳浊釉面在室内装饰领域一直很受欢迎,具有广阔的市场前景。目前市面上应用最广泛的白色乳浊釉是硅酸锆乳浊釉,但因为硅酸锆的使用量逐年递增,优质的矿物储存量日渐枯竭,导致其市场价格居高不下。硅酸锆会和放射性同位素伴生,对人体安全构成潜在的威胁,因此制备一种乳浊效果良好、价格便宜且安全可靠的无锆釉料具有深远的意义。釉面除了具有装饰的作用,更应往功能化的方向发展,表面的光催化功能就是一个具有实际使用价值
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白色乳浊釉面在室内装饰领域一直很受欢迎,具有广阔的市场前景。目前市面上应用最广泛的白色乳浊釉是硅酸锆乳浊釉,但因为硅酸锆的使用量逐年递增,优质的矿物储存量日渐枯竭,导致其市场价格居高不下。硅酸锆会和放射性同位素伴生,对人体安全构成潜在的威胁,因此制备一种乳浊效果良好、价格便宜且安全可靠的无锆釉料具有深远的意义。釉面除了具有装饰的作用,更应往功能化的方向发展,表面的光催化功能就是一个具有实际使用价值的方向。本课题旨在制备顽火辉石微晶乳浊釉,比较其与硅酸锆釉面的性能差异,具体研究顽火辉石釉面的析晶变化过程。分别探究Al2O3和TiO2的添加量对釉面各项性能的影响,同时在釉面涂覆一层光催化薄膜,研究烧成温度和气氛对薄膜的影响,本文的实验和结论如下:首先,通过熔块法成功制备顽火辉石微晶乳浊釉,釉料具有很强的析晶倾向,釉面在升温过程中只析出顽火辉石晶体。顽火辉石的析晶活化能约300kJ/mol,放热因子n为0.35。烧成温度1200°C保温10min的条件下,釉面均匀分布着四方状和长棒状的顽火辉石晶体。保温时间的增加会促进顽火辉石沿长轴方向生长,可长至4μm,顽火辉石衍射峰的强度随着烧成温度和保温时间的增加而变强,体现顽火辉石高温析晶且高温稳定的性能。釉面的L*值91.93,a*值-0.89,b*值0.25,维氏硬度为6.5±0.1GPa,样品的内、外照指数分别只有0.04,0.16,各项综合性能均优于商用的硅酸锆乳浊釉,具有很好的应用前景。其次,Al2O3含量的增加会提高釉面的析晶温度,降低釉面的热膨胀系数,促进晶体的长大,使得釉面由顽火辉石晶体向镁尖晶石和堇青石混合晶体转变,Al2O3参与玻璃网络的构成和晶体的构建,添加量为15wt%釉面的L*值为95.52;添加量为20wt%时,釉面的显微硬度为7.5±0.1 GPa。TiO2含量的增加会降低釉面的析晶温度,提高釉面的热膨胀系数,促进晶体的生长,使得釉面由顽火辉石向板钛镁矿和顽火辉石混合晶体转变,当TiO2添加量为8 wt%时,釉面的L*值为93.57,显微硬度为7.7±0.1 GPa,TiO2对玻璃网络有解聚作用,破坏网络结构的完整性。溶胶凝胶法制备的TiO2光催化薄膜在氧化气氛550°C热处理时,存在锐钛矿和金红石两种晶体,产生混晶效应,光催化速率为0.2368 h-1;还原气氛550°C热处理时,薄膜含有锐钛矿和Ti3+,光催化速率为0.2590 h-1。
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