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熔氧化锆在陶瓷色釉行业中的应用

发布日期:2018-03-29 作者:郑州振中电熔新材料 点击:

  纯的氧化锆是一种高级耐火原料,其熔融温度约为2900℃,分子量为123.22,理论密度是5.89g/cm3。氧化锆中通常含有少量的氧化铪,难以分离,但是对氧化锆的性能没有明显的影响。


  在建筑陶瓷釉料中多使用硅酸锆,一般用量为8%~12%。氧化锆可提高釉的高温粘度、扩大粘度变化的温度范围,其用量为2%~3%时,能提高釉的抗龟裂性能。它的化学惰性大,故能提高釉的化学稳定性和耐酸碱能力,还能起到乳浊剂的作用。氧化锆为“釉下白”的主要原料,也是黄绿色颜料良好的助色剂,若想获得较好的钒锆黄颜料必须选用质纯的化学法生产的氧化锆。


  郑州振中电熔新材料有限公司创建于1987年,公司坐落于号称中华民族摇篮的轩辕黄帝故里——河南省新密市,三十一年来,公司一直致力于电熔新材料的研发和生产。现公司拥有十六项自有知识产权的国家发明专利。产品涵盖冶金耐火、电熔氧化锆、陶瓷色料、热障涂层、表面处理、结构陶瓷、陶瓷喷丸、光学抛光、钛合金铸造、绝缘材料、等离子喷涂钇锆粉等领域,并出口到欧洲、美洲、日本、韩国及东南亚等十几个国家和地区。下面振中电熔新材料主要来讲解下熔氧化锆在陶瓷色釉行业中的应用。


  1锆基色料的特点


  在陶瓷工业,卫生陶瓷、餐具、墙地砖生产都需要用色釉料来装饰,这些釉料可耐高温煅烧加工,而氧化锆主要用于制备镨黄、钒蓝以及锆铁红等颜料。自20世纪以来,陶瓷釉用色料总体进展不大,但锆基色料的研究、开发及应用几乎席卷了除黑色以外的所有颜色领域,其影响之深是过去传统色料远远不及的。钒锆兰最早被发现,1949年由美国的克雷伦斯·斯布莱特首先合成出来,镨黄则是由日本学者在1952年首先合成出来。


  在陶瓷色料中,锆基色料具有以下特点:


  (1)锆基色料在高温条件下不易与釉料反应,不放出气体,抗腐蚀,高温条件下在釉中溶解小,色彩稳定;


  (2)混容性好,不同颜色之间可以按照任意比例在釉料中混合使用,可以调试出很多丰富色彩的调和色,应用范围广泛;


  (3)色泽纯正,锆系色料受烧成气氛、基础釉料成分影响较小,对釉料适应性强,色料饱和度好,发色鲜艳。

郑州振中电熔新材料有限公司


  2常见锆基陶瓷色料及其用途


  锆基陶瓷色料主要有钒锆蓝、锆镨黄、钒锆黄、锆铁红、锆灰等,其组成及用途见表2。锆基色料的合成原理是,在硅酸锆合成过程中,过渡金属和稀土金属离子进入其晶格,形成光亮稳定的色剂。


  根据合成ZrSiO4的反应:ZrO2+SiO2=ZrSiO4,理论上来讲,基础组成中各组分的比例须符合母体晶格的理论组成,这样才能保证反应的完全。但在锆镨黄色料生产中,锆英石的理论化学组成为ZrO2:SiO2=0.673:0.327,实际上生产中大多选择ZrO2:SiO2=6:4,SiO2稍微过量,主要从以下方面考虑:


  (1)合成过程中加入的矿化剂NaF等易与熔点较低的SiO2形成共熔液相,消耗一定量的SiO2;


  (2)石英的市场价格低廉,石英过量可以保证ZrO2完全反应,生成锆英石。


  钒锆兰的着色是相等克分子数的ZrO2和SiO2在加入V2O5时合成产生的。一般认为:ZrO2和SiO2借助于矿化剂在低温下合成,同时使五价钒还原成四价进入硅酸锆晶格。四价钒离子固溶在ZrSiO4发出兰色。反应中,矿化剂先与V2O5发生反应生成低温共熔物,接着与SiO2反应把五价钒还原成四价,然后才与ZrO2和SiO2反应生成固熔有四价钒离子的锆英石。


  与前两者不同的是,锆铁红色料属于锆基色料中的包裹型,它是混晶色料,存在两个相,其中发色的化合物或胶态金属相被晶体所包裹。需要说明的是,锆铁红色料中的铁离子不会与矿化剂卤化物等发生反应形成挥发性气体,故其难以依靠自身进行扩散迁移,它不可能通过扩散途径迁移来完成反应,而必须通过自身迁移到反应带同锆结合。锆铁红色料在锆基色料中开发得最晚,1960年以后才开发出来。


  3电熔氧化锆在陶瓷釉料中的应用


  在建筑陶瓷的釉料配方中,主要通过锆英砂或者硅酸锆来代替加入氧化锆。氧化锆在釉料中主要以乳浊剂的形式出现,虽然氧化锡具有良好的乳浊作用,但出于成本考虑,目前一般都是加入锆英砂或者硅酸锆。如在锆白熔块的生产中,氧化锆的含量通常在10%左右浮动。在高白抛光砖的生产中,也经常会通过加入硅酸锆来提高坯体的白度。


  氧化锆不仅有乳浊的效果,还能增大抗釉面龟裂性及釉面硬度,特别是在瓷器釉料中加入氧化锆或者锆英砂,可显著提高白度和抗磨性。加入量以锆英砂8%~12%、氧化锆或硅酸锆6%以上为佳。


  郑州振中电熔新材料有限公司一直恪守精益求精、熔铸精品、持续创新、遵信守约的企业宗旨,深受国内外用户的好评。


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关键词:郑州振中电熔新材料,电熔氧化锆,等离子喷涂钇锆粉

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