Co2+掺杂Zn2SiO4结晶釉生长机理的研究

人工晶体学报, 2015, 44(7): 1855-1860.

Co2+掺杂Zn2SiO4结晶釉生长机理的研究

徐新民 ^1, , 江向平 ^2, , 傅小龙 ^3, , 杨帆 ^4, , 邵虹 ^5, , 熊珊 ^6,

1.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心,江西省先进陶瓷重点实验室,景德镇333001

2.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心,江西省先进陶瓷重点实验室,景德镇333001

3.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心,江西省先进陶瓷重点实验室,景德镇333001

4.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心,江西省先进陶瓷重点实验室,景德镇333001

5.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心,江西省先进陶瓷重点实验室,景德镇333001

6.景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心,江西省先进陶瓷重点实验室,景德镇333001

基金项目: 江西省自然科学基金(20133ACB20002,20132BAB202002,20122BAB202001,20122BAB203019) 江西省高等学校“先进陶瓷材料”科技创新团队国家自然科学基金(91022027)

关键词： Zn2SiO4 , 结晶釉 , 动力学 , JMA方程

Study on the Growth Mechanism of Co2+ Doped Zn2SiO4 Crystalline Glaze

Keywords： Zn2SiO4 , crystalline glaze , crystallization kinetics , JMA equation

以高岭土、石英、钠长石、石灰石、氧化锌等矿物为原料,ZnO为晶核剂,并掺杂Co2+控温烧结Zn2 SiO4结晶釉.利用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,白度色差计测量釉料色度(L*、a*、b*),EDS能谱仪分析样品组成含量.采用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程对釉的结晶动力学进行分析,探讨釉中晶体的生长机理.结果表明:高温时Co2+置换了Zn2SiO4结晶釉中的Zn2+.随着保温时间的延长,掺杂了Co2+的Zn2SiO4晶体颗粒不断长大,在1140℃下保温170 min晶花达到最大,其晶花面积均值为410.91 mm2.模拟动力学分析,釉中晶体的Avrami指数n1100℃ =0.82,n1140℃=1.23,n1180℃=1.12,表明晶体的形成由扩散机制向成核机制转变.拟合Arrhenius方程,晶体的活化能Ea=148.2 kJ/mol.

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