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Synthesis and Coloring Properties of A Novel Garnet-type Green Ceramic Pigment Y3Ga3MgSiO12∶Cr3+
增强出版- Chinese Journal of Luminescence Vol. 46, Issue 4, Pages: 704-712(2025)
- 作者机构：
渤海大学 化学与材料工程学院， 辽宁 锦州 121013
- 作者简介：
- 基金信息：辽宁省教育厅自然科学基金(JYTMS20231627);大学生创新创业训练计划(D202403121647469092);辽宁省自然科学基金(2020-MS-286)
DOI：10.37188/CJL.20240294
CLC： O482.31- CSTR：32170. 14. CJL. 20240294
Received：10 November 2024，
Revised：27 November 2024，
Published：25 April 2025
- 稿件说明：
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杨斯涵,张骞,赵楚鑫等.新型石榴石基绿色陶瓷颜料Y3Ga3MgSiO12∶Cr3+的合成及颜色性能[J].发光学报,2025,46(04):704-712.
YANG Sihan,ZHANG Qian,ZHAO Chuxin,et al.Synthesis and Coloring Properties of A Novel Garnet-type Green Ceramic Pigment Y3Ga3MgSiO12∶Cr3+[J].Chinese Journal of Luminescence,2025,46(04):704-712.
杨斯涵,张骞,赵楚鑫等.新型石榴石基绿色陶瓷颜料Y3Ga3MgSiO12∶Cr3+的合成及颜色性能[J].发光学报,2025,46(04):704-712. DOI： 10.37188/CJL.20240294. CSTR： 32170. 14. CJL. 20240294.
YANG Sihan,ZHANG Qian,ZHAO Chuxin,et al.Synthesis and Coloring Properties of A Novel Garnet-type Green Ceramic Pigment Y3Ga3MgSiO12∶Cr3+[J].Chinese Journal of Luminescence,2025,46(04):704-712. DOI： 10.37188/CJL.20240294. CSTR： 32170. 14. CJL. 20240294.
摘要
采用传统固相法成功合成了新型绿色陶瓷颜料Y
3
Ga
3
MgSiO
12
∶
x
Cr
3+
（
x
=0~0.2）。利用XRD、FE-SEM、UV-Vis光谱、XPS和色度值分析对颜料的性能进行了全面的研究。结果表明，三价铬离子占据了石榴石晶格中的［Ga1O
6
］八面体位置，基质提供的弱晶体场环境赋予了该颜料绿色特征。1 400 ℃煅烧条件制备的样品在相纯度、形貌和颜色特性上的表现最为优异。具有代表性的样品Y
3
Ga
3
MgSiO
12
∶0.05Cr
3+
的色度值为
L
*
=81.16，
a
*
=-12.53，
b
*
=12.71，经过稳定性测试后绿色保持度优异。此外，当以Y
3
Ga
3
MgSiO
12
∶
x
Cr
3+
（
x
=0~0.2）颜料上釉时，光滑的釉面呈现出生动且饱和的绿色色调，证明了其显著的着色能力和作为中温实用颜料的潜力。本研究表明，Y
3
Ga
3
MgSiO
12
∶Cr
3+
作为新型绿色陶瓷颜料具有较好的应用前景。
Abstract
Novel green ceramic pigments Y
3
Ga
3
MgSiO
12
∶
x
Cr
3+
（
x
=0-0.2） were successfully synthesized
via
the conventional solid-state approach. The properties of the pigments were studied by XRD， FE-SEM， UV-Vis spectroscopy， XPS， and chromaticity analysis. The findings reveal that the trivalent chromium ions occupy the ［Ga1O
6
］ octahedral sites within the garnet lattice， and the relatively weak crystal field environment provided by the matrix endows the pigments with green characteristics. The samples prepared by calcination at 1 400 ℃ exhibit the most excellent performance in terms of phase purity， morphology， and color properties. The chromaticity values for the representative sample Y
3
Ga
3
MgSiO
12
∶0.05Cr
3+
are
L
*
= 81.16，
a
*
= -1
2.53， and
b
*
= 12.71， and the color remains stable after the stability test. Moreover， when glazed with Y
3
Ga
3
MgSiO
12
∶
x
Cr
3+
（
x
= 0-0.2） pigments， the smooth glaze surfaces exhibit vivid and saturated green tones， demonstrating their remarkable coloring capabilities and promising potential as a practical pigment for medium-temperature applications. This research underscores the vast application prospects of Y
3
Ga
3
MgSiO
12
∶Cr
3+
as an innovative green ceramic pigment.
关键词
Keywords
references
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