可控形貌掺杂氧化铝基陶瓷颜料的微波水热合成与呈色性能研究

As a new field of the nanomaterials and nanotechnologies, the nano-structured materials with controlled-morphology can effectively enhance their properties and applied area. Thus, in this proposal, we will develop the investigation of the microwave hydrothermal synthesis of ceramic pigments based on alumina with controlled-morphology and the color properties, the as-prepared products may be used in the area such as ceramic jet inks, et al. In this proposal, the main purpose is the control of the micromophology of the doped alumina and the relation between the micromorphology and color properties. Firstly, the controlled-synthesis of the alumina with appropriate morphology will be fabricated by using the microwave hydrthermal method, then, the doped ions will be introduced by using the in situ microwave hydrothermal method. At the end, the inner relationship between the micromorphology of the alumina creamic pigment and their color properties will be investaged carefully. The proposal maybe provide the new idea and theoretic supports for the doped alumina nanostructured ceramic pigments, and enhanced the applied areas of the nanostructure materials.

设计和可控构筑具有一定微观形貌的新型纳米结构功能材料是当前纳米材料与纳米技术研究的一个前沿领域，这些新型纳米结构功能材料能够有效的提高材料的各种性能并拓展其应用范围。因此，本项目拟开展可控形貌掺杂氧化铝陶瓷颜料的微波水热合成研究，所制备的掺杂氧化铝陶瓷颜料可以在喷墨打印等领域得到广泛应用。项目主要研究掺杂氧化铝的微观形貌调控及其微观形貌和呈色性能的相关性。首先通过实验设计与优化进行微波水热合成氧化铝陶瓷颜料的微观形貌可控性研究，进而采用微波水热原位掺杂技术探索呈色离子的引入对氧化铝陶瓷颜料微观形貌的影响和规律，探索掺杂氧化铝陶瓷颜料微观形貌与呈色性能之间的内在关联和规律。本项目研究有望为新型纳米结构材料的功能拓展，特别是掺杂氧化铝基纳米结构陶瓷颜料的制备提供一种新的思路和理论依据。

本项目首先通过调节铝源种类和用量、表面活性剂、水热温度、保温时间、水解速度等条件，采用水热法合成具有不同微观形貌和组成的Al2O3纳米前驱体，在此基础上研究了后处理条件对其微观形貌和结构的影响，建立了不同微观形貌氧化铝纳米粉体和水热合成条件之间的关系和规律；在此基础上，进行了原位掺杂氧化铝基陶瓷颜料的制备研究，并重点研究了掺杂过程对氧化铝基纳米粉体微观形貌的影响，获得具有不同微观形貌的掺杂氧化铝和微波水热制备条件之间的关系和规律，探索了呈色离子的引入对氧化铝陶瓷颜料微观形貌的影响和规律以及掺杂氧化铝陶瓷颜料微观形貌与呈色性能之间的内在关联和规律。通过本项目已初步获得系列掺杂氧化铝基天陶瓷颜料，具有一定的实用价值，研究结果有望为新型纳米结构材料的功能拓展，特别是掺杂氧化铝基纳米结构陶瓷颜料的制备提供一种新的思路和理论依据。