陶瓷噴射打印裝飾技術對陶瓷墨水有特殊的要求,因此實現(xiàn)噴射打印的關鍵是陶瓷墨水的制備技術。陶瓷墨水通常由陶瓷顏料粉料、溶劑、分散劑構成。

陶瓷顏料粉體是墨水的核心物質(zhì),為了保證陶瓷墨水的分散穩(wěn)定性,減少堵塞噴嘴等操作故障,通常要求顏料粉體的粒徑小于1μm,最好小于200 nn。分散劑可以保證陶瓷顏料粉體可以在溶劑中均勻穩(wěn)定的分散,以此來確保制備好的陶瓷墨水在噴打之前不發(fā)生團聚。

本論文分別以溶膠-凝膠法和一種新型的兩步法制備出了鐠摻雜硅酸鋯黃色顏料粉體,而后加入不同的溶劑和分散劑通過球磨分散制備出了高性能的陶瓷墨水。

(1)在溶膠-凝膠法制備鐠摻雜硅酸鋯粉體的時候,實驗結(jié)果表明：合適的前驅(qū)物配比以及礦化劑的添加可以有效的促進硅酸鋯粉體的晶型的形成。帶有鹵素元素和鋰離子的礦化劑對硅酸鋯的形成以及降低合成溫度有比較明顯的催化作用。其中,LiF是最適合的礦化劑。表面活性劑的加入有利于阻止粒子間的相互作用,合成較小粒徑的粉體。且PVP的加入對以LiF為礦化劑得到的產(chǎn)物的顏色有促進的作用。

(2)在兩步法制備鐠摻雜硅酸鋯粉體的時候,實驗結(jié)果表明：影響水熱產(chǎn)物的主要因素是前驅(qū)物的pH值,隨著溶液pH逐漸增加,晶體的成分的轉(zhuǎn)變趨勢是：ZrSiO4→M-ZrO2→T-ZrO2；鐠元素的含量隨著pH的增加而增加,熱處理后的黃值也隨之增加,但是低pH值有利于后續(xù)熱處理溫度的降低,且得到的產(chǎn)物表現(xiàn)為較好的分散性以及較窄的粒徑分布。水熱過程中鐠不是以鐠的氧化物或者氫氧化物單獨存在,而是以摻雜的形式存在于氧化鋯的晶格中,并且在硅酸鋯中鐠取代的元素是鋯而不是硅。

(3)分散實驗室通過球磨的方式進行的,通過沉積實驗表明：溶劑對于陶瓷墨水的分散穩(wěn)定性起主導性的作用,當溶劑選用的為溶劑E的時候,得到的陶瓷墨水的分散穩(wěn)定性是最好的。分散劑對分散穩(wěn)定性也起比較重要的作用,當分散劑的長鏈的末端為氨基的時候,分散穩(wěn)定性是最好的。而實驗過程中對制備的陶瓷墨水的粘度的檢測發(fā)現(xiàn)：不同的分散劑對制備好的陶瓷墨水的粘度影響很大。

本文首次制備出納米級的鐠摻雜硅酸鋯顏料粉體,并研究出了一種可以在不添加礦化劑的條件下,將鐠摻雜硅酸鋯顏料粉體的合成溫度降低到900℃以下的方法。