Syntéza a charakterizace Co5Cr2(P2O7)4 – Nový pyrofosfát jako barvící substance

A new pyrophosphate(V) of the formula Co5Cr2(P2O7)4 was obtained in the system Co2P2O7-Cr4(P2O7)3 as a result of solid-state reactions taking place between different reactants. The new compound crystallizes in the orthorhombic system and belongs to the family of pyrophosphates of the general formula M5(II+)M2(III+)(P2O7)4 and is probably isostructural with Fe5(II+)Fe2(III+)(P2O7)4. Powder diffraction pattern, infrared spectrum and SEM image of the new compound were presented. As a new potential inorganic pigment, Co5Cr2(P2O7)4 was tested for its thermal stability, particle size distribution and colour properties, which were studied both for powder and after introduction into organic matrix and leadless ceramic glaze. The colour of Co5Cr2(P2O7)4 powder was defined as deep grey with the colour coordinates L*/a*/b* = 60.63/-1.42/-3.41 and according to the hue angle (h degrees = 247.39°) it belongs to the blue region. Co5Cr2(P2O7)4, with its relatively high thermal stability (tm = 1230 +/- 10 °C) and appropriate colour properties, is a good candidate to be used as inorganic pigment for colouring of acrylic paints. In the case of leadless glaze, the obtained compound acts as a dye.Nový pyrofosfát (V) chemického složení Co5Cr2(P2O7)4 byl získán v systému Co2P2O7 – Cr4(P2O7)3 jako výsledek reakcí v pevné fázi probíhajících mezi různými reaktanty. Nová sloučenina krystalizuje v ortorombickém systému a patří do rodiny pyrofosfátů s obecným vzorcem M5(II+)M2(III+)(P2O7)4 a je pravděpodobně isostrukturální s Fe5(II+)Fe2(III+)(P2O7)4. Nová sloučenina je představena záznamem práškové difrakce, infračerveným spektrem a SEM obrazem. Co5Cr2(P2O7)4 jako potencionální anorganický pigment, byl testován z pohledu jeho tepelné stability, distribuce velikosti částic a barevných vlastností, které byly studovány jak pro prášek, tak po zavedení do organické matrice a bezolovnaté keramické glazury. Barva prášku Co5Cr2(P2O7)4 byla definována jako tmavě šedá s barevnými souřadnicemi L*/a*/b* = 60,63 / -1,42 / -3,41 a podle úhlu odstínu (h° = 247,39°) patří do modré oblasti. Co5Cr2(P2O7)4, s jeho relativně vysokou tepelnou stabilitou (tm = 1230 ± 10 °C) a vhodnými barevnými vlastnostmi, je dobrým kandidátem pro použití jako anorganický pigment pro vybarvování akrylových barev. V případě bezolovnaté glazury působí získaná sloučenina jako barvivo

CoCr2(P2O7)2 as a new ceramic pigment

Zaměření výzkumu bylo soustředěno na zkoumání fosforečnanů, které vznikají v ternární oxidické soustavě CoO-Cr2O3-P2O5. Konkrétně byl zkoumán systém Co3Cr4(PO4)6-Cr(PO3)3, ve kterém byla systematickým studiem objevena nová sloučenina CoCr2(P2O7)2. Předmětem této práce bylo posoudit, zda by nová sloučenina CoCr2(P2O7)2 mohla být využita jako anorganický pigment. Proto byly studovány aplikační možnosti tohoto fosforečnanu. Za tímto účelem byly zjištěny základní pigmentově-aplikační vlastnosti: velikost částic, termická stabilita, barevné vlastnosti po aplikaci v organickém pojivu a v různých komerčně dostupných glazurách.The focus of research was focused on the study of phosphates, which are formed in the ternary oxide system CoO-Cr2O3-P2O5. Specifically, a system has been studied Co3Cr4(PO4)6-Cr(PO3)3, where the new compound CoCr2(P2O7)2 was discovered by systematic study. The subject of this work was to assess whether the new compound CoCr2(P2O7)2 could be used as an inorganic pigment. Therefore, the application possibilities of this phosphate were studied. For this purpose, the basic pigment-application properties were determined: particle size, thermal stability, colour properties after application in an organic binder and in various commercially available glazes

Složky systému Co3Cr4 (PO4)6-Cr(PO3)3 a sloučenina CoCr2(P2O7)2 jako nový keramický pigment

The compounds: Co3Cr4(PO4)6, Cr(PO3)3 and CoCr2(P2O7)2 were tested for possible application as ceramics and anticorrosive pigments. They were characterized by SEM analysis, determination of particle size distribution and thermal stability. All phosphates were thermally stable up to 1100 °C so they can be used for colouring of middle-temperature ceramic glazes. The gravimetrical determination of corrosive loss of steel sheets and other corrosion factors characterizing the resistance to corrosion in an aqueous environment of the phosphates were discussed. The colour properties of the compounds were studied for powders and pigments introduced into organic matrix and several single-firing ceramic glazes. It is shown that the investigated phosphates can be used as ceramic pigments only for leadless single-firing ceramic glaze. The optimum pigment concentration sufficient for colouring glaze was close to 2 wt %. Generally, the examined phosphates have interesting green, greenish-blue and cyan shades.Sloučeniny: Co3Cr4(PO4)6, Cr(PO3)3 a CoCr2(P2O7)2 byly testovány pro možné aplikační účely jako keramické a antikorozní pigmenty. Byly charakterizovány analýzou SEM, stanovením distribuce velikosti částic a termické stability. Všechny fosfáty byly termicky stabilní až do 1100 °C, takže je lze použít pro barvení středně teplotních keramických glazur. Diskutovány byly: gravimetrická stanovení korozních úbytků ocelových plechů a dalších korozních faktorů charakterizujících odolnost fosfátů proti korozi ve vodném prostředí. Barevné vlastnosti sloučenin byly studovány pro prášky a pigmenty dispergované do organické matrice a několik jedno-výpalových keramických glazur. Ukázalo se, že zkoumané fosfáty lze použít jako keramické pigmenty pouze pro bezolovnatou jedno-výpalovou keramickou glazuru. Optimální koncentrace pigmentu dostatečná pro zbarvení glazury byla téměř 2 hm. %. Zkoušené fosfáty mají obecně zajímavé zelené, zelenkavě modré a azurové odstíny