Pigmenți Termorezistenți în Sistemul ZrO2-SiO2-V2O5

INTRODUCERE

Pigmentii sunt constituenti esentiali ai lumii vii, iar contributia lor la evolutia si mentinerea vietii este evidenta [1].

Exista o serie de documente ce atesta folosirea pigmentilor în diverse domenii înca din antichitate.

La început, în calitate de pigmenti s-au folosit materiale naturale, aflate la îndemâna omului primitiv, ca de exemplu: pamânturi bogate în oxizi de fier, carbune de lemn, creta,etc.

Cu timpul, în urma evolutiei vietii, din nevoia gasirii unor noi materiale colorate, s-a ajuns la folosirea focului în obtinerea de pigmenti, respectiv pentru arderea ocrului. Pigmentii „arsi” s-au impus de la sine, arderea culorilor de pamânt putându-se pune probabil în legatura directa cu olaritul, care a aparut în neolitic, deci cu 2000 de ani î.e.n. Pigmentii minerali pe baza de cupru, fier, mangan,au fost cunoscuti si utilizati în Babilon, Egipt si China cu mii de ani î.e.n.[2,3].Cobaltul a fost introdus în portelanul chinezesc în timpul dinastiei T`ang (618-906 î.e n.), iar în Europa, din secolul XV [4-6].

În evul mediu, tehnicile de pictare si colorare s-au dezvoltat; s-au adaugat:galbenul de Neapole si lazurit-silicat natural de aluminiu si sodiu, asociat cu sulfura de sodiu-culoare albastru intens.

Începutul industriei culorilor minerale se situeaza însa de abia în secolul al XVIII-lea. Dupa descoperirea întâmplatoare a albastrului de Berlin (Fe4[Fe(CN)6]3),de catre Diesbach în 1704, a trecut înca o vreme pâna când a început epoca descoperirilor în domeniul pigmentilor:verdele de Rinmann, albastru de cobalt, cinabru,etc.

În anul 1777, C.F.Wenzel descrie culoarea albastra obtinuta prin încalzirea aluminei cu compusi ai cobaltului pentru ca, în anul 1805 L.J.Thenard sa obtina acelasi pigment albastru, aluminat de cobalt, prin încalzirea celor doi oxizi sau hidroxizi[5,6].

Utilizarea compusilor cromului ca si pigmenti este mai recenta, ei fiind folositi pentru prima data la Sevres în anul 1802.

În anul 1931, Holgerson si Herlin au preparat pentru prima data ortotitanatul de cobalt prin topirea unui amestec de oxid de cobalt si oxid de titan.

C.A.Seabright a descoperit noi pigmenti albastri si verzi prin introducerea vanadiului în reteaua silicatului de zirconiu, punând astfel bazele unei noi clase de pigmenti în anul 1948[4,8].

Studiul pigmentilor anorganici a cunoscut în ultimii ani o dezvoltare considerabila, datorita necesitatii utilizarii în industrie a unor materiale de decorare cu proprietati

artistice superioare, de lunga durata. Spre deosebire de colorantii organici, colorantii ceramici au o rezistenta ridicata, o claritate a nuantelor, precum si o durata lunga de viata. cu proprietati superioare.

Depunerea unor coloranti ceramici pe suprafata obiectelor, permite sa se obtina figuri artistice superioare, de lunga durata. În functie de domeniile de utilizare, limitele minime impuse termorezistentei pigmentilor sunt cu aproximatie urmatoarele[7]:

- 200-250 0C pentru colorarea maselor plastice tip PVC,polistiren;

-400 0C pentru colorarea teflonului;

-900 0C pentru colorarea emailului;

-1250 0C pentru colorarea ceramicii fine.

Studiul proprietatilor acestor pigmenti este de mare importanta pentru chimia anorganica, întrucât sunt deosebit de sensibile la modificarile de compozitie si structura, contribuind la elucidarea naturii legaturilor chimice în cristale si la aplicarea culorii prin folosirea de metode moderne de cercetare specifice domeniului chimiei corpului solid.

I.CONSIDERATII TEORETICE

I.1.DEFINIREA PIGMENTILOR

Pigmentii anorganici se definesc ca fiind substante anorganice colorate, dispersabile, care au capacitatea de a forma cu generatorii de pelicule protectoare, acoperiri decorative sau decorativ-protectoare.

Pigmentii ceramici fac parte din categoria pigmentilor anorganici. Ei se definesc ca fiind silicati, silico-aluminati sau alte combinatii anorganice ale metalelor tranzitionale cu proprietati colorante, care introdusi în mase ceramice sau glazuri le confera acestora culori a caror intensitate este influentata de proportia de adaugare, de conditiile de ardere si de compozitia fondantilor însotitori. Un rol important în categoria pigmentilor îl ocupa cei cu rezistenta la temperaturi ridicate si la agresivitatea topiturii generatoare de pelicule acoperitoare.