Fuel effect on solution combustion synthesis of Co(Cr,Al)2O4 pigments

Abstract

The fuel effect on the synthesis of a ceramic pigment with a composition CoCr2−2ΨAl2ΨO4 (0 ≤ Ψ ≤ 1) by means of solution combustion synthesis process (SCS) has been studied. Three different fuels were selected to carry out the synthesis (urea, glycine and hexamethylentetramine (HMT)). Highly foamy pigments with very low density were obtained. Fd-3m spinel-type structure was obtained in all the experiments. Nevertheless, crystallinity and crystallite size of the spinels show significant differences with composition and fuel. The use of glycine along with the chromium-richest composition favours ion rearrangement to obtain the most ordered structure. Lattice parameter does not seem to be affected by fuel, although it evolves with Ψ according to Vegard's law.

Colouring power in a transparent glaze shows important variations with composition. On the other hand, fuel effect presents a rather low influence since practically the same shades are obtained. However, it exerts certain effect on luminosity (L*).

Se ha estudiado el efecto del combustible en la síntesis de pigmentos cerámicos tipo CoCr2-2ΨAl2ΨO4 (0≤Ψ≤1), obtenidos mediante síntesis por combustión de una disolución. Se seleccionaron 3 tipos de combustible diferentes: urea, glicina y hexametilentetramina. Todos los pigmentos obtenidos presentaron una textura altamente esponjosa y con muy baja densidad. Las estructuras cristalinas desarrolladas en todos los casos fueron tipo espinela Fd-3m. Sin embargo, tanto la cristalinidad como el tamaño de cristalito presentaron diferencias significativas dependiendo de la composición y del combustible utilizado. El uso de glicina, junto con las composiciones más ricas en cromo, favorece la reorganización de los iones para obtener estructuras más ordenadas y con mayor cristalinidad. El parámetro de red no parece verse afectado por el combustible, aunque sí evoluciona con Ψ de acuerdo con la Ley de Vegard.

El poder colorante desarrollado por los pigmentos, una vez introducidos en un esmalte cerámico transparente, muestra variaciones importantes por el efecto de la composición. Por el contrario, prácticamente no se aprecia el efecto del combustible, ya que se obtienen tonos de color similares entre las muestras. Sin embargo, sí es posible destacar cierto efecto sobre el componente responsable de la luminosidad.