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深度 一文讀懂煅燒氧化鋅在陶瓷制品上的應(yīng)用技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2020-03-04
氧化鋅的外觀是白色固體，化學(xué)式 ZnO，分子量為81.38，其閃點(diǎn)1436℃，熔點(diǎn)1975℃，沸點(diǎn) 2360℃ ，密度為5.606g?cm3，可溶于酸和強(qiáng)堿，難溶于水。氧化鋅是一種常用的化學(xué)添加劑，廣泛地應(yīng)用于塑料、硅酸鹽制品、合成橡膠、潤滑油、油漆涂料、藥膏、粘合劑、食品、電池、阻燃劑等產(chǎn)品的制作中。氧化鋅的能帶隙和激子束縛能較大，透明度高，有優(yōu)異的常溫發(fā)旋旋旋光性能，在半導(dǎo)體領(lǐng)域的液晶顯示器、薄膜晶體管、發(fā)光二極管等產(chǎn)品中均有應(yīng)用。此外，微顆粒的氧化鋅作為一種納米材料也開始在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮作用。
將以上直接法、濕法工藝生產(chǎn)出來的生鋅（陶瓷行業(yè)上將以上生產(chǎn)出來的氧化鋅叫生鋅），進(jìn)旋轉(zhuǎn)窯高溫1200度恒溫曲線分段煅燒，制得均勻直徑≤1CM的煅燒氧化鋅顆粒（顆粒過大，里面夾生料。無顆粒成粉，煅燒溫度不夠或者升溫保溫曲線不合理），再進(jìn)行破碎無鐵磨粉制得325目篩余≤0.1%以內(nèi)的細(xì)粉（平均粒徑80%以上實(shí)際達(dá)到了1000目以上的細(xì)度）。這樣得到氧化鋅即叫做“煅燒氧化鋅”。
煅燒氧化鋅的產(chǎn)品質(zhì)量與使用的原料雜質(zhì)含量有關(guān)，更與其煅燒設(shè)備長度和煅燒溫度曲線有關(guān)，煅燒不好的產(chǎn)品經(jīng)常會出現(xiàn)：夾生料、滾大球、磨粉跑粗及二次鐵污染等工藝質(zhì)量缺陷，從而直接影響使用煅燒氧化鋅產(chǎn)品的釉面性能出現(xiàn)難以發(fā)掘的長期質(zhì)量波動。
釉面磚或衛(wèi)浴產(chǎn)品常見質(zhì)量波動為：觸變、發(fā)色差、發(fā)色暗、針孔、氣泡、凹凸釉、波浪釉、釉面部分析晶、溶洞、痱子等造成瓷磚成品降級或報(bào)廢。
氧化鋅在釉料上的應(yīng)用
氧化鋅在釉中的作用與用途：氧化鋅在釉中有較強(qiáng)的助熔作用，能夠降低釉的膨脹系數(shù)，提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性，同時(shí)能增加釉面的光澤與白度，提高釉的彈性。在擴(kuò)大熔融范圍的同時(shí)能夠增加釉色的光彩。不過在含有鉻的黑釉或綠釉中不宜使用。
4. 用以制作陶瓷色料：由于具有較強(qiáng)的助熔作用，氧化鋅可以作為陶瓷色料的助熔劑，礦化劑及釉料載體。氧化鋅在高溫能與R2O3型的氧化物形成尖晶石結(jié)構(gòu)，例如棕色系列由Fe2O3、Cr2O3、ZnO組成，經(jīng)高溫鍛燒便形成了ZnFe2O4、ZnCr2O4、FeCr2O4三種尖晶石，經(jīng)不同配比組合能在含鋅釉料中發(fā)出較好的黑棕、紅棕與黃棕等顏色。另外氧化鋅在高溫能與氧化鈷反應(yīng)生成ZnO?CoO，進(jìn)而增強(qiáng)鈷藍(lán)發(fā)色。
廣東部分陶瓷企業(yè)通過長期研究發(fā)現(xiàn)，氧化鋅還可以在減少陶瓷墻地磚的吸水率方面有特效。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在陶瓷釉料配方中采用細(xì)度1000目左右的氧化鋅粉末，由于顆粒尺寸的細(xì)微化，比表面增加，使吸水率降低。當(dāng)然目數(shù)越高，氧化鋅的價(jià)格越高。
含鋅釉料在建筑陶瓷中的應(yīng)用：
1. 在低溫700–1000℃的三度燒領(lǐng)域，氧化鋅與氧化鉛因其出色的助熔效果與較寬的燒成范圍，是熔塊配方中常用的原料，當(dāng)對鉛鎘有要求時(shí)，鋅是鉛的較佳替代方案。3. 在高溫1150–1250℃的地磚領(lǐng)域，釉料的應(yīng)用主題主要是生料釉為主，熔塊為輔，因此氧化鋅（生鋅）的用量相對于墻磚系統(tǒng)以熔塊當(dāng)主要釉料會少很多，但是煅燒氧化鋅（熟鋅）的比例非常大。近年來地爬壁的概念，使得墻磚市場萎縮很多，而以仿古磚、拋釉磚為主要流行趨勢的市場份額大增，所以在地磚領(lǐng)域的煅燒氧化鋅（熟鋅）總用量遞增趨勢明顯，一般使用95煅燒氧化鋅、99煅燒氧化鋅、995煅燒氧化鋅、996煅燒氧化鋅，甚至更高端的噴釉領(lǐng)域已經(jīng)用到高純低吸油率的5G電子級998煅燒氧化鋅。
目前高檔的日用瓷是骨瓷，一般是經(jīng)過高溫素?zé)蜏赜詿伞９谴傻臏貪櫶尥父谐旧砼黧w的材料外，主要由骨瓷熔塊來呈現(xiàn)價(jià)值，其中氧化鋅的品味很關(guān)鍵，因?yàn)殂U鋅兩者是伴生礦，所以鉛元素能否篩選干凈，對鉛重金屬元素的溶出量會有很大的影響。一般建議此類釉用氧化鋅選擇比重在2.0以上的99.6%以上含量的煅燒氧化鋅為好，因?yàn)楸戎?.0以上的99.6%煅燒氧化鋅是經(jīng)過1200高溫恒溫煅燒過的，里面能夠溶出來的鉛鎘砷基本上都揮發(fā)掉了。這個比市面上直接使用低鉛間接法99.7%生鋅還要安全環(huán)保。（環(huán)保低鉛30PPM以內(nèi)的99.7%間接法氧化鋅，里面的30PPM鉛溶出概率比煅燒氧化鋅要高）
目前衛(wèi)生陶瓷以生料釉為主的釉料使用習(xí)慣，逐漸有了高溫熔塊的加入，一方面是降低燒成溫度來節(jié)能降耗，另一方面可使釉面更有溫潤感，新潤豐高白度的996煅燒氧化鋅越來越受到青睞。
鋅鹽抗菌釉在衛(wèi)生陶瓷中的應(yīng)用：
新潤豐技術(shù)團(tuán)隊(duì)近幾年來研究發(fā)現(xiàn)，通過復(fù)合直接法生鋅和濕法生鋅以及加入其它鋅鹽比例，經(jīng)新潤豐超長窯體通過調(diào)節(jié)恒溫曲線煅燒出來的煅燒氧化鋅對陶瓷面釉的抗菌效果比較明顯，機(jī)理分析：此復(fù)合煅燒氧化鋅是一種半導(dǎo)體催化劑的電子結(jié)構(gòu)，在光照射下，當(dāng)一個具有一定能量的光子或者具有超過這個半導(dǎo)體帶隙能量Eg的光子射入半導(dǎo)體時(shí)，一個電子從價(jià)帶NB激發(fā)到導(dǎo)帶CB，而留下了一個空穴。激發(fā)態(tài)的導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴能夠重新結(jié)合消除輸入的能量和熱，電子在材料的表面態(tài)被捕捉，價(jià)態(tài)電子躍遷到導(dǎo)帶，價(jià)帶的孔穴把周圍環(huán)境中的羥基電子搶奪過來使羥基變成自由基，作為強(qiáng)氧化劑而完成對有機(jī)物（或含氯）的降解，將病菌和病毒殺死。
肇慶市新潤豐高新材料有限公司擁有完整的氧化鋅產(chǎn)業(yè)鏈，主營產(chǎn)品有陶瓷級氧化鋅（99氧化鋅、99煅燒氧化鋅、99.5煅燒氧化鋅、RA95煅燒氧化鋅，RA95型釉用活性氧化鋅、輪胎級氧化鋅、橡塑氧化鋅，電子磨具專用氧化鋅等
