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电熔氧化锆的应用

发布日期:2018-06-26 作者:振中电熔 点击:

  由于电熔氧化锆所具有的特性,使之主要适用于陶瓷色料、磨料和耐火材料三大领域。


  1、电熔氧化锆在陶瓷色料及釉料的应用


  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锆镨黄、锆钒蓝、锆钒黄以及锆铁红等颜料。这些锆基色料几乎席卷了除黑色以外的所有颜色领域。众所周知,锆基的色调,迄今为止,尚未有能替代它的颜料。


  在陶瓷色料锆铁红和钒错黄的生产中,化学锆生产出来的产品比电熔锆发色明显鲜艳很多,而且高温稳定性能更好,出于成本上的考虑,部分厂家通常都是两种氧化锆搭配着使用。


  比如目前锆镨黄与钒锆兰已全部采用电熔氧化锆为原料,而锆铁红色料基本上仍采用化学氧化锆,只有少数厂家为了降低成本搭配了少量的电熔氧化锆产品。


  随着电熔锆的工艺进步,电熔锆将有取代或部分取代化学锆应用的趋势。但化学锆在颜料上仍然有着不可代替性,比如,其在仿古砖釉料的发色性能明好于电熔锆产品,高温稳定性非常好,黄度值至少比电熔锆产品高10%以上。

郑州电熔氧化锆

  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。


  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,虽然氧化锆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。


  2、电熔氧化锆在磨料上的应用


  主要产品为锆刚玉料(SiO2含量少于1%)研究表明,Al2O3与ZrO2复合后,可以有效提高磨效。


  其制造方法是将氧化铝、电熔锆(单斜)及少量稳定剂混合,再经电弧炉熔炼、浇铸或化砣冷凝,冷却加工成锆刚玉料。(ZrO2含量约25-40%,Al2O373-58%)及磨轮,以之研磨或磨削钢铁特别是有色合金,能获得较高的磨削效率。


  电熔锆刚玉料


  3、电熔氧化锆耐火材料与铸造的应用


  用电熔稳定锆主要是钙稳定锆、其次是镁稳定锆电熔氧化锆,其在耐火材料的主要产品有电熔含锆耐火材料、烧结含锆耐火材料和锆质耐火材料。


  a、电熔含锆耐火材料原料:电熔锆可直接用于玻璃熔窑用熔铸耐火材料的生产中。比如,熔铸刚玉砖(即AZS,ZrO2含量有33%,37%,41%,因为AZS中限制SiO2含量,锆英砂用量受限,所以必须另外补充电熔锆,同时增强锆铝共晶作用。


  b、烧结耐火材料的改性性:电熔锆(单斜)可直接用于烧结耐火材料中,起改性作用,例如高铝质耐火材料中加入少量ZrO2可显著提高其使用寿命;在高纯镁砖中,加入ZrO2能生成微裂纹、提高了砖的抗热震性及抗腐蚀性,是炉外精炼和铜冶炼的最好耐火材料。


  c、锆质耐火材料:众所周知,单斜锆不能制作耐火材料,因为它加热在1170℃像四方晶转化,体积收缩5%,而冷却,四方向单斜转化,在800-1000℃体积膨胀8%,所以必须加入稳定剂(常用者为CaO、MgO、Y2O3)制备固溶体,方可安全使用。生产电熔稳定氧化锆可采用的ZrO2原料有3种,即天然斜锆石、化学锆和电熔单斜锆。天然斜锆石资源短缺、化学稳定锆烧结温度高,因此电熔稳定锆石最佳的原料。


  4、其他应用


  a、熔模铸造。对电熔氧化锆而言,熔模铸造是另一个主要的专用市场。如航空航天发动机、涡轮发动桨片和高尔夫球棒等特制品的铸造,一般采用氧化锆作为模型涂层。锆英石因其能够与热金属合金形成实际接触,从而保护模具不受热震动影响,而在熔模铸造中得以应用。


  b、电熔锆是制造火器级海绵锆的原料。人来若要实现“京都协定书”中减少CO2排放量,降低温室效应的目标,则需近百座百万千瓦级以上的核电站,首次需要锆45t,锆长期受中子辐射,性能变差,需周期性更换,因此用锆量大。我国和世界核电工业的发展,间接地为电熔锆的发展注入了新的活力。


  d、提纯电熔锆的市场前景。采用提纯工艺制备的提纯电熔锆,ZrO2含量可达99%以上,可望取代高纯度的化学锆应用于氧化锆陶瓷和一些特殊需要中。


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