電磁產(chǎn)品黑色商標釉的研制

摘 要：本實驗首先采用Co2O3、Cr2O3、Fe2O3、MnO2等氧化物制備最佳的黑色劑；其次，制備基礎(chǔ)釉；最后，把適量的黑色劑與一定量的基礎(chǔ)釉混合，制備電磁產(chǎn)品商標釉。本文主要從顏料的發(fā)色、基礎(chǔ)釉的組成、商標釉的配置及影響因素等多個方面進行了分析探討。結(jié)果表明：影響黑色商標釉的黑色劑的主要氧化物為Co2O3和Cr2O3，F(xiàn)e2O3和MnO2則起調(diào)色作用。Co2O3—Cr2O3—Fe2O3—MnO2系黑色料在透明性較強，高溫粘度較小的Ba釉中發(fā)色較穩(wěn)定，且光澤性較好；在Ba、Mg基礎(chǔ)釉中發(fā)色不穩(wěn)定；在Mg基礎(chǔ)釉中發(fā)色最差；黑色料和基礎(chǔ)釉的配比控制在1:1～1:0.8之間效果最佳；印刷釉的粘度應(yīng)盡量大一些，這樣不易出現(xiàn)陰版、粘版等現(xiàn)象；印刷的商標應(yīng)保持一定的厚度，一般印刷次數(shù)不少于3次；該商標釉可適用于高溫還原焰燒成，并且在燒成周期較長的電磁產(chǎn)品的生產(chǎn)中獲得應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：黑色劑；基礎(chǔ)釉；商標釉

1 引 言

隨著我國電磁行業(yè)的迅猛發(fā)展，產(chǎn)品的競爭越來越激烈。因此，產(chǎn)品往國際化方向發(fā)展，成為每個企業(yè)謀求生存發(fā)展的必然之路。傳統(tǒng)的電磁產(chǎn)品釉料基本上為棕色，俄羅斯、德國、意大利等國家不僅對產(chǎn)品的性能有著嚴格的要求，而且大部分要求購買灰釉和白釉產(chǎn)品。筆者公司的棕釉產(chǎn)品的商標為白色，但要求這種商標釉為黑色，這樣可以增強商標和釉色的對比度，提高產(chǎn)品檔次。最初筆者公司采用高溫花紙，產(chǎn)品燒成后因粘貼不好有爆開的現(xiàn)象，而且商標的數(shù)字和線條比較生澀，無飽滿、圓潤之感。為此，筆者決定用黑色劑研制商標釉。起初采用其他制釉公司的成品色劑進行試驗，但由于電磁產(chǎn)品的燒成周期較長，一般在3～10天左右，而且都是采用還原焰高溫燒制，用成品色料制得的商標釉燒制后呈色均為咖啡色或紅棕色，如果施釉再厚些，則顯示出金屬光澤，不能達到產(chǎn)品性能的要求。隨后筆者效仿制備電磁棕釉時加入Cr2O3、Fe2O3、MnO2等氧化物，而不是成品色劑的方法，然后加入Co2O3研制黑色劑。因為Co2O3、Cr2O3、Fe2O3、MnO2這四種氧化物結(jié)構(gòu)類型相同，并且他們的離子半徑和電負性又接近，煅燒后易合成具有穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)的尖晶石型固溶體，所以由他們組成的黑色劑具有著色力強而穩(wěn)定、適用于高溫釉、不受燒成氣氛的限制、適用范圍寬等優(yōu)點。經(jīng)反復燒制后，再配以與之相適應(yīng)的基礎(chǔ)釉。結(jié)果表明，筆者公司研制出了黑度值高、線條清晰、圓潤飽滿的黑色商標釉。

2 實驗過程

2.1試驗用原料及化學組成

Co2O3、Cr2O3、Fe2O3、MnO2、BaCO3均為工業(yè)純化工原料，其中Co2O3＞65%、Fe2O3≥95%、Cr2O3≥90%、MnO2≥60%、BaO≥73%。采用稀鹽酸作為分析純試劑，所用的基礎(chǔ)釉由天然礦物原料組成，其化學組成見表1。黑色顏料的實驗配方組成見表2。

2.2工藝流程

先將各種化工原料經(jīng)濕球磨后過250目篩烘干備用，將原料分成A、B、C、D 4組，按表2中的配方稱量，每組原料混合均勻后裝入小匣缽中，在快速升溫電爐內(nèi)進行煅燒，溫度為1280℃、保溫30min。將煅燒好的顏料打成粉狀并過300目篩，然后用稀鹽酸反復洗滌至濾液為中性為止。該顏料為混合尖晶石結(jié)構(gòu)，其X—Ray衍射，見圖1所示。

2.3基礎(chǔ)釉研制

2.3.1基礎(chǔ)釉的配方組成

根據(jù)電磁釉料的成熟溫度，初步設(shè)計基礎(chǔ)釉的原料組成見表3所示。一般要求商標釉能滿足以下指標：

（1） 其化學穩(wěn)定性較好，否則容易吸臟；

（2） 釉水不易擴散，保證其圖案及線條的清晰完整；

（3） 不能溶于白釉或黑釉之內(nèi)，以保證其黑度值和清晰度；

（4） 商標釉與灰釉或白釉的熱膨脹系數(shù)α相匹配，防止發(fā)生斷線及剝離現(xiàn)象。

經(jīng)反復實驗，最佳的基礎(chǔ)釉配方為C＃，其釉式為：

2.3.2工藝流程

基礎(chǔ)釉的制備工藝流程如圖2所示。

2.4黑色商標釉的試制

將備用好的黑色劑和基礎(chǔ)釉粉按一定比例混合，加入適量的甘油和CMC，然后研磨3h，把研磨好的漿料過100目篩（注意：在裝入原料之前一定要保證球石及球磨罐內(nèi)壁干燥，否則會影響印刷釉的印刷效果）。將調(diào)制好的印刷釉漿放置在做有商標圖案的網(wǎng)版上，印出所需商標，然后將制品入干燥窯內(nèi)烘干，最后入窯燒制。

3 實驗結(jié)果與分析

3.1顏料及基礎(chǔ)釉的配比對商標釉呈色的影響

煅燒溫度為1250℃，使用還原氣氛燒成時，顏料及基礎(chǔ)釉的配比不同，對商標釉的呈色影響如表4所示。

在相同的煅燒溫度和氣氛中，由于基礎(chǔ)釉的燒成溫度比灰釉的燒成溫度低。從表4可以看出，當基礎(chǔ)釉加入過多時，會產(chǎn)生針孔和溶于灰釉的現(xiàn)象；當色料加入量偏低時，將直接影響產(chǎn)品的發(fā)色。因此，當色料的含量為50g，基礎(chǔ)釉的含量為50g時，產(chǎn)品的效果最好。

3.2添加劑對印刷質(zhì)量的影響

當色料和基礎(chǔ)釉分別為50g時，添加的甘油和CMC含量不同時，其它條件不變，對印刷質(zhì)量的影響見表5所示。

由表5可知，應(yīng)盡量使用添加劑較多的印刷釉，在印刷過程中就不易出現(xiàn)陰版、粘版等現(xiàn)象；另外，最好加入一部分CMC溶液，因為單純使用甘油長時間放置色劑會出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。

3.3印刷厚度對商標釉質(zhì)量的影響

在印刷釉達到一定粘度時，需滿足一定的印刷厚度。經(jīng)過反復試驗，最好用刮刀在絲網(wǎng)上連續(xù)刮三遍且刮刀呈45°角，這樣印出的線條比較清晰、飽滿、發(fā)色較純。

3.4基礎(chǔ)釉對黑色劑呈色的影響

在煅燒溫度為1250℃時，不同的基礎(chǔ)釉對黑色劑呈色的影響見表6。

由表6可知，Co2O3—Cr2O3—Fe2O3—MnO2系黑色顏料最適合于含Ba的基礎(chǔ)釉，其次是含Ba、 Mg的基礎(chǔ)釉，在含的Mg的基礎(chǔ)釉中適應(yīng)性最差。

3.5顏料組成對呈色的影響

顏料組成對商標釉呈色的影響見表7。

由表7可知，影響黑色的主要因素是Co2O3和Cr2O3，其次是Fe2O3和MnO2。如果Co3+、Cr3+、Fe3+、Mn4+這四種離子濃度調(diào)整合適，可以發(fā)出純正的黑色；若配比不當則會呈現(xiàn)蘭、綠、紅等色調(diào)。

4 結(jié) 論

（1） 影響黑色商標釉的黑色劑的主要氧化物為Co2O3和Cr2O3，F(xiàn)e2O3和MnO2則起調(diào)色作用。

（2） Co2O3—Cr2O3—Fe2O3—MnO2系黑色料在透明性較強、高溫粘度較小的Ba釉中發(fā)色較穩(wěn)定，且光澤性較好；在Ba、 Mg基礎(chǔ)釉中發(fā)色不穩(wěn)定；在Mg基礎(chǔ)釉中發(fā)色最差。

（3） 黑色料和基礎(chǔ)釉的配比控制在1:1～1:0.8之間效果最佳；印刷釉的粘度應(yīng)盡量大一些，這樣不易出現(xiàn)陰版、粘版等現(xiàn)象；印刷的商標釉應(yīng)保持一定的厚度，一般印刷次數(shù)不少于3次。

（4） 該商標釉可適用于高溫還原焰燒成，并且在燒成周期較長的電磁產(chǎn)品的生產(chǎn)中獲得應(yīng)用。

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