著色工藝陶瓷體及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種新型著色陶瓷體。本發明還涉及一種形成這類著色陶瓷體的方 法。
【背景技術】
[0002] 技術陶瓷體在本領域現有技術中是已知的。工藝陶瓷體呈現多種性質，這些性質 使其適于各種不同的應用。更具體地，這樣的性質是硬度、物理穩定性、極端耐熱性以及化 學惰性，等等。
[0003] 在許多應用中，工藝陶瓷體被提供作為著色產品。工藝陶瓷體的著色產生了將工 藝陶瓷體的有利性質與特定顏色的美觀性相結合的產品。顏色增加產品的價值的應用，或 換言之美觀性非常重要的應用是與珠寶或者腕表相關聯的應用。
[0004] 在DE2012304中描述了對工藝陶瓷體進行浸漬以獲得產品的著色。根據該文獻 的教導，通過使用著色劑重金屬化合物的水溶液來浸漬模制件來獲得著色陶瓷產品。模制 件由合適的陶瓷材料例如粘土和高嶺來制備，所述陶瓷材料被成形加工成所需的形狀，并 在800°C到1400°C范圍的溫度下熱處理。模制件中不存在顏料，著色是在通過使用水溶液 來浸漬的階段獲得的。
[0005] 在W0 00/15580中，陶瓷的浸漬是針對這樣的材料來描述，該材料包含作為主晶 格以固定二價或三價金屬離子的尖晶石結構或金紅石結構的非著色金屬氧化物（Ti02、 Sn02、Zr02SZrSi0)。離子通過水溶液的浸漬而被引入并且允許對陶瓷體進行著色。并沒 有給出用于預燒結、浸漬以及干燥的條件的指示。所有的實施例均關于通過Ti/Sb/Cr溶液 浸漬粘土并且產生黃赭色。
[0006] Faulkner和Schwartz(在"高性能顏料"中，Wiley-VCHVerlag股份有限公 司，2009)將基于鋁酸鹽的顏料描述為："鈷與鋁氧化物的結合，其以尖晶石型的化學計量 (AB204,其中A:Co,并且B:A1)結合，產生藍色鋁酸鈷尖晶石"。可通過加入其他金屬，例如 鋅、鎂、鈦或鋰來改變尖晶石的顏色。
[0007] 在WO2011/120181A1中描述了著色的氧化鋁基不透明陶瓷的制備。添加選自鉻、 鈷、鎳、錳、釩、鈦和鐵的金屬的氧化物產生著色產品。在該文獻中描述的優選的產品是由含 氧化鉻的氧化鋁制備的著紅色的工藝陶瓷體。
【附圖說明】
[0008] 圖1是根據本發明對陶瓷體進行燒結后，"紅色著色區域（a)和"藍色著色 區域（b)的微觀結構。
[0009] 圖2是對根據本發明制備的陶瓷體進行燒結后，"紅色著色區域（a)和"藍 色著色區域（b)的反射光譜。
【發明內容】
[0010] 發明要解決的問題
[0011] 本發明的一個目的是提供一種生產著色工藝陶瓷體的方法，該方法能夠生產雙著 色或多著色工藝陶瓷體。實現這類元件的主要挑戰在于由之前著色的陶瓷來獲得合適的第 二顏色，并且確保不同著色區域之間的界限干凈且清晰，同時保持高度有利的機械性能。
[0012] 可通過使用金屬鹽溶液來浸漬還體，從而改變技術氧化鋁陶瓷元件的顏色。
[0013] 解決問題的方法
[0014] 為了實現上述目的而進行的各種深入研究的結果是，本發明人已經發現這樣一種 方法：提供包含氧化鋁和顏料成分的組合物，由該組合物來制備坯體，并且使用含金屬制劑 對坯體的一部分區域進行處理，特別是使用至少一種金屬鹽的溶液對坯體的表面和/或體 積的一部分進行浸漬，以便能夠獲得高技術品質和外形美觀的最終產品。
[0015] 本發明基于以上發現而得以完成。
[0016] 1. -種制造著色工藝陶瓷體的方法，包括以下步驟：
[0017] 提供包括氧化鋁、至少一種顏料成分以及任選地粘結材料的組合物；
[0018] 由該組合物制備坯體；
[0019] 任選地，對所述坯體進行脫粘；
[0020] 之后，使用含金屬制劑作為另一種顏料成分對所述坯體進行處理；以及
[0021] 對處理后的坯體進行燒結。
[0022] 2.根據方面1所述的方法，其特征在于，所述組合物包括粘結材料，并且所述方法 包括脫粘步驟，所述脫粘步驟在于對所述坯體進行熱處理，或者在于使用水溶液對所述坯 體進行處理并且隨后對處理后的坯體進行干燥。
[0023] 3.根據方面1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一種顏料成分是選自由鉻、 鎳、錳、釩、鈦以及鐵組成的群組的金屬，所述金屬通過置換存在于一個氧化鋁晶格格位中。
[0024] 4.根據前述任一方面所述的方法，其特征在于，在第一步驟中提供的組合物包含 0. 0008到5重量％的鎂，以組合物中的氧化鎂的量計。
[0025] 5.根據前述任一方面所述的方法，其特征在于，在第一步驟中提供的組合物由以 下各項組成：
[0026] 0.4到5重量％的選自0、(：〇、附、]\111、￥、11或卩6中的至少一種，
[0027] 0? 0008 到 0? 5 重量 ％ 的Mg，
[0028] 0. 05到6重量％的鑭系元素，以及
[0029] 不大于100重量％的氧化鋁，
[0030] 這些量基于存在的元素的氧化物計。
[0031] 6.根據前述任一方面所述的方法，其特征在于，所述組合物由以下各項組成：
[0032] 1. 0 到 3. 0 重量％ 的Cr203，
[0033] 0? 05 到 0? 5 重量 ％ 的MgO，
[0034]0?1到5重量％的Er203,以及
[0035] 剩余量的氧化鋁。
[0036] 7.根據前述任一方面所述的方法，其特征在于，為使所述坯體脫粘的熱處理在 700到1200°C的范圍的溫度下進行。
[0037] 8.根據前述任一方面所述的方法，其特征在于，使用含金屬制劑對所述坯體的一 部分進行處理。
[0038] 9.根據前述任一方面所述的方法，其特征在于，使用含金屬制劑進行的處理是使 用至少一種金屬鹽作為另一種顏料成分的溶液進行的浸漬，之后對浸漬后的基體進行干 燥。
[0039] 10.根據方面9所述的方法，其特征在于，浸漬溶液是選自由Co、Cu、Cr、Fe、Mg、 Mn、Mo、Ni、Ti以及Zn組成的群組的金屬的至少一種鹽在水和/或若合適的至少一種有機 溶劑中的溶液。
[0040] 11.根據方面9或10所述的方法，其特征在于，在浸漬后，在環境溫度下在12到 24小時期間進行干燥步驟，或者在60到100°C下在1到60分鐘期間進行干燥步驟。
[0041] 12.根據前述任一方面所述的方法，其特征在于，將已經使用含金屬制劑作為另一 種顏料成分進行處理過、并且已經任選地干燥過的坯體在1250 °C和1700 °C之間的溫度下 進行燒結，優選地在1550°C和1670°C之間的溫度下進行燒結。
[0042] 13.根據前述任一方面所述的方法，其特征在于，所述著色工藝陶瓷體是手表元 件，尤其是表圈（watchbezel)或表殼。
[0043] 14?一種著色工藝陶瓷體，
[0044] 包括氧化鋁作為工藝陶瓷材料，
[0045] 所述工藝陶瓷體包括第一著色區域和不同顏色的第二著色區域，
[0046] 其中所述第一著色區域包含第一顏料成分，并且
[0047] 所述第二著色區域包含與第一顏料成分相結合的第二顏料成分。
[0048] 15.根據方面14所述的著色工藝陶瓷體，其特征在于，所述第一顏料成分是通過 置換存在于氧化鋁晶格中的Cr，并且所述第二顏料成分是顯示空間群Fd-3m的尖晶石晶體 結構的復合無機顏料化合物。
[0049] 16.根據方面14或15所述的著色工藝陶瓷體，其特征在于，所述第一著色區域具 有紅色，并且所述第二著色區域具有藍色。
[0050] 17.根據方面14到16中任一項所述的著色工藝陶瓷體，其特征在于，所述工藝陶 瓷體是表圈。
【具體實施方式】
[0051] 首先，對本發明的方法進行描述。
[0052] 本發明的方法涉及著色工藝陶瓷體的制備。
[0053] 在本發明的方法的第一步中，由包含工藝陶瓷材料和顏料成分的組成物（下文稱 作"組合物"）制備坯體。
[0054] 通常來說，工藝陶瓷材料呈現多種性質，這些性質使其適用于各種不同的應用。更 特別地，這類性質是硬度、物理穩定性、極端耐熱性和化學惰性。
[0055] 使用根據本發明的方法來生產的工藝陶瓷體由工藝陶瓷材料組成。在本發明的方 法中所使用的工藝陶瓷材料例如可以是W0 2011/120181A1中所描述的類型的工藝陶瓷材 料。W0 2011/120181A1中所描述工藝陶瓷材料由摻雜的氧化鋁組成。
[0056] 根據本發明的方法，組合物的主要成分是氧化鋁。如稍后將描述的，對于在工藝陶 瓷體中形成顏色來說鋁的存在是必不可少的。本發明的方法所想要的效果是獲得一種各區 域具有不同顏色的工藝陶瓷體，并且通過以氧化鋁作為工藝陶瓷體的主要成分來實現這個 效果。將本發明的思想用于其它作為組合物的主要成分的材料是有可能的。
[0057] 存在于組合物中的作為另一種成分的至少一種顏料成分是至少一種著色摻雜物 或著色雜質，該成分是過渡金屬或稀土金屬，尤其是選自由鉻、銅、鈷、鎳、錳、釩、鈦和鐵所 組成的群組中的過渡金屬。著色摻雜物（或多種著色摻雜物）分散在主要成分的晶格中， 并且通常以置換的形式存在于一個格點中，優選地置換鋁。當金屬離子以適當的配位和氧 化狀態分散在晶格中時，顏料成分中的這類金屬離子引起所述材料的著色。從這些金屬中 做出的