بررسي تغيير در شكل و اندازه ذرات نانورنگدانه قرمز مالاييت با ناخالصي كرم با تغيير ميزان ناخالصي

Study the Effect of Chromium Doping Concentration on the Shape and Particle Size of Malayaite Red Nanopigments

در اين پژوهش رنگدانه مالاييت با ناخالصي كرم (CaSn(1-x)CrxSiO5) به عنوان رنگدانه سراميكي قرمز به روش سراميكي در دماي 1250 درجه سانتي‌گراد ساخته شد. چهار نمونه با نسبت‌هاي مولي ناخالصي كرم به ميزان 0.005، 0.0075، 0.01 و 0.02 ساخته شده و با استفاده از آسياب سياره‌اي درون حلال 2- اتيل¬هگزيل¬استئارات پخش و همگن گرديد. سپس به روش چاپ تخت بر روي سراميك تحت شرايط توليد صنعتي چاپ شد. رنگدانه‌هاي پخش‌شده با استفاده از آناليزهاي پراش پرتو X (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف بازتاب نفوذي و آزمون رنگ‌سنجي (CIE L*a*b*) ارزيابي شد. مشخص شد تغيير مقدار نسبت مولي كرم از 0.005 تا 0.02 علاوه بر طيف رنگ، ميانگين اندازه و شكل ذرات رنگدانه را نيز تغيير مي‌دهد. شكل ذرات با افزايش مقدار ناخالصي به سمت ميله‌اي سوق مي‌يابد و اندازه ميانگين قطر ميله‌هاي شكل يافته آنها از 500 نانومتر به 150 نانومتر كاهش مي‌يابد. سراميك چاپ شده به روش‌هاي ميكروسكوپ الكتروني و رنگ‌سنجي مورد بررسي قرار گرفت. ميانگين اندازه نانو رنگدانه‌هاي موجود بر روي سراميك چاپ شده كمتر از 100 نانومتر اندازه‌گيري شد.

In this research chromium doped malayaite (CaSn(1-x)CrxSiO5) was synthesized as a ceramic red pigment by ceramic method at 1250˚C. Four samples of malayaite were synthesized having 0.005, 0.0075, 0.01 and 0.02 molar ratio of chromium and were dispersed in 2-ethyl hexyl stearate by a satellite milling system. The dispersed pigments were printed on the ceramic by silk screen printing method in the industrial situation. The samples were analyzed by XRD, SEM, DRS (Diffuse Reflectance Spectroscopy) and CIE L*a*b* colorimetric system. It was found that change of the amount of chromium concentration from 0.005 to 0.02 in the structure, changes not only the color of the pigment, but also the average particle size and the shape of particles. The shape of the particles changed to rod like particles and the mean diameter of rods was reduced from 500 nm to 150 nm after increasing the concentration of chromium dopant. The printed ceramic were analyzed by SEM and CIE L*a*b* colorimetric system. The mean particle size of the pigments on the printed ceramic was measured less than 100nm.