陶瓷噴射打印裝飾技術對陶瓷墨水有特殊的要求,因此實現噴射打印的關鍵是陶瓷墨水的製備技術。陶瓷墨水通常由陶瓷顏料粉料、溶劑、分散劑構成。

陶瓷顏料粉體是墨水的核心物質,為了保證陶瓷墨水的分散穩定性,減少堵塞噴嘴等操作故障,通常要求顏料粉體的粒徑小於1μm,最好小於200 nn。分散劑可以保證陶瓷顏料粉體可以在溶劑中均勻穩定的分散,以此來確保製備好的陶瓷墨水在噴打之前不發生團聚。

本論文分別以溶膠-凝膠法和一種新型的兩步法製備出了鐠摻雜矽酸鋯黃色顏料粉體,而後加入不同的溶劑和分散劑通過球磨分散製備出了高性能的陶瓷墨水。

(1)在溶膠-凝膠法製備鐠摻雜矽酸鋯粉體的時候,實驗結果表明：合適的前驅物配比以及礦化劑的添加可以有效的促進矽酸鋯粉體的晶型的形成。帶有鹵素元素和鋰離子的礦化劑對矽酸鋯的形成以及降低合成溫度有比較明顯的催化作用。其中,LiF是最適合的礦化劑。表麵活性劑的加入有利於阻止粒子間的相互作用,合成較小粒徑的粉體。且PVP的加入對以LiF為礦化劑得到的產物的顏色有促進的作用。

(2)在兩步法製備鐠摻雜矽酸鋯粉體的時候,實驗結果表明：影響水熱產物的主要因素是前驅物的pH值,隨著溶液pH逐漸增加,晶體的成分的轉變趨勢是：ZrSiO4→M-ZrO2→T-ZrO2；鐠元素的含量隨著pH的增加而增加,熱處理後的黃值也隨之增加,但是低pH值有利於後續熱處理溫度的降低,且得到的產物表現為較好的分散性以及較窄的粒徑分布。水熱過程中鐠不是以鐠的氧化物或者氫氧化物單獨存在,而是以摻雜的形式存在於氧化鋯的晶格中,並且在矽酸鋯中鐠取代的元素是鋯而不是矽。

(3)分散實驗室通過球磨的方式進行的,通過沉積實驗表明：溶劑對於陶瓷墨水的分散穩定性起主導性的作用,當溶劑選用的為溶劑E的時候,得到的陶瓷墨水的分散穩定性是最好的。分散劑對分散穩定性也起比較重要的作用,當分散劑的長鏈的末端為氨基的時候,分散穩定性是最好的。而實驗過程中對製備的陶瓷墨水的粘度的檢測發現：不同的分散劑對製備好的陶瓷墨水的粘度影響很大。

本文首次製備出納米級的鐠摻雜矽酸鋯顏料粉體,並研究出了一種可以在不添加礦化劑的條件下,將鐠摻雜矽酸鋯顏料粉體的合成溫度降低到900℃以下的方法。