СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЛИЗНЫ ФАРФОРА И ЦВЕТНОСТИ КЕРАМИКИ С ПОЗИЦИЙ КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В НАНОСТРУКТУРАХ ХРОМОФОРСОДЕРЖАЩИХ ФАЗ
В настоящее время одним из важнейших условий получения конкурентоспособной продукции в производстве силикатных материалов является наличие повышенных эстетико-потребительских свойств, которые, в первую очередь, связаны с белизной и цветностью. Особое внимание при этом уделяется белизне фарфора и фаянса.
Проблема получения беложгущейся керамики связана прежде всего с тем, что в природных сырьевых материалах, на основе которых изготавливаются эти изделия, присутствуют разнообразные примеси - оксиды и соединения железа, марганца, титана и др.
На цвет кристаллов и интенсивность их окрашивания в процессе термообработки керамических материалов оказывает влияние большое количество факторов, важнейшими из которых являются структура кристаллической решетки, ее симметрия, типы связей, соединение полиэдров и особенности кристаллохимических превращений при образовании хромофорсодержащих твердых растворов.
В связи с этим весьма актуальным является исследование окрашивающего влияния хромофорных примесей на белизну фарфора и фаянса, и установление способов его нейтрализации. Эта проблема является более сложной, чем получение керамики различных цветов, так как снижение белизны может происходить за счет образования твердых растворов замещения и внедрения в различных кристаллических фазах. Кроме того керамика - это сложная гетерогенная структура, состоящая не только из кристаллической фазы, но и стеклообразной и газовой. Поэтому усиление или нейтрализация окраски зависит и от совместного действия оптических свойств этих фаз, с учетом их количества, соотношения и кристаллохимического состояния хромофорсодержащих примесей в них.
В научной литературе по технологии керамики большое внимание уделяется влиянию восстановительной среды на скорость физико-химических процессов и цвет фарфора, при содержании главным образом оксидов железа и железистых соединений. Мнение исследователей по влиянию восстановительной среды на белизну и цветность керамики весьма противоречиво и , в основном, объясняется переходом Fe3+ → Fe2+ и образованием фаялита, который, как полагают, повышает белизну фарфора. Однако всесторонний анализ возможности образования фаялита, т.е. хаpaктеристика его цвета, и наличие его в структуре фарфора вызывает большое сомнение.
Влияние восстановительной среды на цветность силикатных материалов, содержащих окрашивающие оксиды может быть очень различным и неоднозначным в зависимости от электронного строения ионов-хромофоров, количества образующихся окрашивающих соединений. Эти выводы базируются на известных спектроскопических и кристаллохимических закономерностях современных представлений о природе окраски с учетом теории молекулярных орбиталей (МО) и кристаллического поля (КП) [1]. Основными положениями этой теории является:
- окраска, связанная со спектрами переноса заряда (электрона) за счет сильного поглощения электромагнитного излучения (света);
- окраска, связанная со спектрами кристаллического поля при переходе между уровнями d- электронов, расщепленных кристаллическим полем;
- изменениями и усилением окраски, связанными с интервалентными взаимодействиями при образовании в восстановительных условиях обжига материалов хромофорных группировок типа: Fe2+-O-Fe3+, Fe2+- O-Ti4+, Fe3+ - O-Ti3+, Fe2+ -O-Mn3+ и т.п., зависящими от особенностей структуры фаз.
При этом основным главнейшим фактором появления окраски является поглощение светового потока веществом, связанным с полосой переноса заряда [1], обусловленным переносом электрона от иона кислорода к иону-хромофору в комплексном анионе типа Ме-О. Согласно теории МО полосы переноса заряда связаны с переходами электрона с заполненных связывающих 2р- активных орбиталей на антисвязывающие незаполненные орбитали, состоящие преимущественно из 3d- атомных орбиталей (АО) металла. Уровни d- электронов представляют в схеме МО антисвязывающие (разрыхляющие) молекулярные орбитали (две МО в октаэдре t2g и lg в тетраэдре l и t2), заполняющиеся различным числом d- электронов, одна из которых является σ- орбиталью (lg в октаэдре, t2 - частично σ, частично π- в тетраэдрах), другая π- орбиталью (t2g - в октаэдре, l - в тетраэдре) [2].
Эти положения справедливы для всех видов фаз, однако в изотропных гомогенных материалах (стекло) интенсивность окрашивания хромофорными примесями ниже, чем анизотропных в кристаллических, где дополнительно происходит образование самостоятельных хромофорсодержащих фаз различного цвета имеющих размеры частиц до 80 мкм, что резко снижает белизну материала.
Фарфор, являясь поликристаллическим материалом, содержит значительное количество стеклофазы (до 60%) [3]. Интенсивность окрашивания стеклофазы фарфора будет также зависить от ее состава, температуры, вязкости расплава, количества красящих примесей. Отсутствие кристаллической решетки и наличие только ближнего порядка в наноструктурах стекла не приводит к столь сильному снижению светопоглощения как в кристаллических фазах. В связи с этим влияние ионов-хромофоров при изовалентных замещениях значительно ниже из-за отсутствия образования окрашивающих кластеров. В кристаллических же фазах изоморфное замещение в наноструктурах-полиэдрах зависит от изо- или гетеровалентности; симметричности кристаллов; структурной связи полиэдров; с возможностью образования в них окрашивающих кластеров.
Таким образом, при формировании структуры фарфора происходят сложные физико-химические процессы, в которых кристаллическая и стекловидная фазы играют очень важную, но различную роль в обеспечении функциональных и эстетико-потребительских свойств, которые прежде всего связаны с белизной.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Марфунин А.С. Введение в физику минералов. - М.: Недра, 1974. - 324с.
- Голованова С.П. Физическая химия в технологии художественной обработки материалов. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2002. - 116с.
- Августиник А.И. Керамика. - Л.: Стройиздат, 1975. - 590с.
Статья в формате PDF
189 KB...
12 04 2026 21:50:23
Статья в формате PDF
263 KB...
11 04 2026 15:34:38
Статья в формате PDF
194 KB...
10 04 2026 22:37:19
Статья в формате PDF
103 KB...
09 04 2026 4:57:18
Статья в формате PDF
111 KB...
08 04 2026 14:36:43
Статья в формате PDF 90 KB...
07 04 2026 18:17:26
Статья в формате PDF
243 KB...
06 04 2026 16:31:32
Статья в формате PDF
119 KB...
05 04 2026 17:21:52
Статья в формате PDF
103 KB...
04 04 2026 9:19:22
В работе впервые приведены сведения об особенностях аудиогенной чувствительности и поведения в «открытом поле» двух групп крыс, гомозиготных по локусу TAG 1A DRD2.
...
03 04 2026 2:35:37
Статья в формате PDF
245 KB...
02 04 2026 3:50:56
Статья в формате PDF
113 KB...
01 04 2026 1:43:44
Статья в формате PDF
114 KB...
31 03 2026 9:19:12
Статья в формате PDF
253 KB...
30 03 2026 1:28:44
Депо-моделирование описывает круговые процессы в метаболизме, качели депо-пулов, обратные связи между ними, связь воспаления и энергетики в организме, медленные ритмы в метаболизме. Сравнительное изучение противодействия дегенеративным процессам в консервативном и восстановительном лечении показывает, что формирование медленных ритмов, при которых воспаление и дегенеративные процессы идут по менее повреждающему и более оновляющему ткани сценарию, и с повышением энергоэффективности клеток, более успешно происходит при восстановительном, чем при консервативном лечении. Слабые медленные (недели, сезоны) отрицательные и положительные обратные связи отличают метод восстановительного лечения от сильных и быстрых (часы, сутки, 2 недели) при консервативном.
...
29 03 2026 12:14:53
Одним из главных факторов, определяющих межлабораторную воспроизводимость газохроматографических индексов удерживания, является редко принимаемая во внимание их зависимость от соотношения хаpaктеризуемых и реперных компонентов. Показано, что данная зависимость в разной степени проявляется не только в распределительном, но и в адсорбционном варианте хроматографического разделения. Следовательно, ее необходимо учитывать для повышения воспроизводимости измерения хроматографических индексов в газо-адсорбционной хроматографии, в том числе с использованием капиллярных колонок.
...
28 03 2026 3:13:56
Статья в формате PDF
104 KB...
27 03 2026 6:26:53
Статья в формате PDF
120 KB...
25 03 2026 19:39:54
Статья в формате PDF
131 KB...
24 03 2026 21:34:41
Статья в формате PDF
112 KB...
23 03 2026 8:59:27
Формирование эффективной системы работы с детьми, обладающими повышенными естественнонаучными способностями, может стать залогом успешного продвижения экономических и образовательных реформ в нашей стране.
...
21 03 2026 6:32:11
Статья в формате PDF
111 KB...
20 03 2026 2:35:23
Статья в формате PDF
113 KB...
18 03 2026 13:52:55
Статья в формате PDF
129 KB...
16 03 2026 5:33:52
Статья в формате PDF
107 KB...
15 03 2026 0:36:44
Бесплодие является одним из главным заболеванием коров. По причине непригодности к воспроизводству из стад выбывает более половины животных. По этой причине сельскохозяйственные предприятия терпят существенные убытки. В настоящее время в производстве требуются современные методы лечения, которые отличались бы высокой эффективностью, широким спектром действия, низкозатратностью. Авторы считают, что такой инновационной технологией является лечение нарушения воспроизводительной системы коров и телок с использованием метода криотерапии и озонированными гомеопатическими препаратами.
...
14 03 2026 21:45:20
Статья в формате PDF
300 KB...
13 03 2026 2:36:31
Построена математическая модель системы управления качеством образования филиала ВУЗа с учетом влияния внешних информационных связей, проведена оценка критерия качества и улучшения внешних связей вследствие внедрения информационной системы.
...
12 03 2026 14:30:37
Статья в формате PDF
255 KB...
10 03 2026 13:14:23
Статья в формате PDF
133 KB...
09 03 2026 6:20:54
Статья в формате PDF
104 KB...
08 03 2026 16:39:24
Статья в формате PDF
180 KB...
07 03 2026 18:34:12
Статья в формате PDF
234 KB...
05 03 2026 23:55:30
Статья в формате PDF
396 KB...
04 03 2026 6:51:24
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
