【摘 要】
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环境友好型高近红外反射陶瓷色料应用在建筑材料、塑料、玻璃等方面具有节约能源的作用和保证稳定性的作用。为开发更多品类该类色料,本文通过固相法合成了五种高近红外反射色料钙钛锆石基CaZrTi2-xFexO7与Ca1-xLaxZr Ti2-xFexO7（x=0～0.4）、榍石基CaTi1-xFexSi O5与Ca1-xLaxTi1-xFexSi O5（x=0.06～0.30）以及Fe3+掺杂的钙钛锆石-
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环境友好型高近红外反射陶瓷色料应用在建筑材料、塑料、玻璃等方面具有节约能源的作用和保证稳定性的作用。为开发更多品类该类色料,本文通过固相法合成了五种高近红外反射色料钙钛锆石基CaZrTi2-xFexO7与Ca1-xLaxZr Ti2-xFexO7（x=0～0.4）、榍石基CaTi1-xFexSi O5与Ca1-xLaxTi1-xFexSi O5（x=0.06～0.30）以及Fe3+掺杂的钙钛锆石-榍石基色料,对它们进行色度和近红外反射率等测试分析。主要的研究内容如下:（1）合成了高近红外反射色料钙钛锆石CaZrTi2O7,温度探索表明在1350℃下合成的CaZrTi2O7白色样品粉末几乎为纯相,且具有极高的太阳辐射近红外反射率。对CaZrTi2O7白色色料粉末进行Fe3+一元掺杂的XRD分析表明,Fe3+掺杂能在不改变CaZrTi2O7的晶体结构下成功进入其Ti位。Fe3+的掺杂会使CaZrTi2O7色料的颜色由白色变为橙黄色,其近红外反射率会随Fe3+的掺杂量的增加而降低,CaZrTi1.6Fe0.4O7显色性能最优。CaZrTi1.6Fe0.4O7分别添加2wt%的不同矿化剂分析表明,获得更高近红外反射率的合适矿化剂是Ca F2;获得更好颜色表现的合适矿化剂是NH4H2PO4。此外,Fe3+、La3+掺杂能不改变CaZrTi2O7的晶体结构下,分别进入CaZrTi2O7的Ti位、Ca位。Fe3+、La3+的二元掺杂相较于Fe3+的一元掺杂能使CaZrTi2O7的色度坐标值增加,显示出更鲜明的颜色,对近红外反射率的影响不大,Ca0.6La0.4Zr Ti1.6Fe0.4O7具有最优的显色性能。CaZrTi1.6Fe0.4O7和Ca0.6La0.4Zr Ti1.6Fe0.4O7两种色料具有良好的化学稳定性和热稳定性。（2）榍石CaTi Si O5白色色料粉末的Fe3+一元掺杂分析表明,Fe3+掺杂能在不改变CaTi Si O5的晶体结构下成功进入其Ti位。Fe3+的掺杂会让榍石色料的颜色由白色变为橙黄色,且可见光-近红外反射率会随着Fe3+的掺杂量的增加而降低,其中,CaTi0.7Fe0.3Si O5具有较优的显色性能和较高的近红外反射率。CaTi0.7Fe0.3Si O5分别添加不同矿化剂分析表明,获得更优显色性能的合适矿化剂是B2O3或Li F,也能获得较高的近红外反射率。榍石CaTi Si O5白色色料粉末的Fe3+、La3+二元掺杂分析表明,Fe3+、La3+掺杂能在不改变CaTi Si O5的晶体结构下,分别进入CaTi Si O5的Ti位、Ca位。Fe3+、La3+的二元掺杂相较于Fe3+的一元掺杂能使CaTi Si O5的色度坐标值增加,显示出饱和度更高的颜色,近红外反射率也有一定提升。CaTi0.7Fe0.3Si O5和Ca0.7La0.3Ti0.7Fe0.3Si O5两种色料具有良好的化学稳定性和热稳定性。（3）钙钛锆石-榍石基白色色料粉末的Fe3+一元掺杂进行XRD分析表明,Fe3+能成功掺杂进入以钙钛锆石和榍石的晶体结构中。Fe3+掺杂未改变以CaZrTi2O7和CaTi Si O5为主的原有物相组成,不产生其他新物相,且CaZrTi2O7相的衍射峰会随着Fe3+掺杂量的增加而加强。其中,ZT-4样品色料显色性能最优,并具有良好的化学稳定性和热稳定性。
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