氧化锆在陶瓷釉料中的应用简介

发布时间 | 2017-05-27 17:07 分类 | 粉体应用技术 点击量 | 8092
稀土 氧化锆
导读:在建筑陶瓷的釉料配方中, 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。

在建筑陶瓷的釉料配方中, 氧化锆在釉料中主要以乳浊剂的形式出现,虽然氧化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。

 

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。

 

1单斜电熔氧化锆在釉料中的应用

氧化锆工业产品中主要有两大类产品, 按照生产工艺划分为电熔锆和化学锆。

20 世纪以来,陶瓷釉用色料总体研究进展不大,但有一个例外,即锆基色料的研究、开发及应用,几乎席卷了除黑色色料以外的所有颜色领域,其影响之深是过去的传统色料所远远不及的。在陶瓷色料中,锆基色料具有如下特点:

①呈色稳定性好,即在高温条件下不易反应、不放出气体、抗腐蚀,在熔融釉中溶解度小,色彩稳定;

② 呈色力强,在釉料中加入较少量,就可达到所需的色度;

③ 混溶性好,不同颜色的锆基色料之间可按任意比例在釉料中混合使用,制备出各种丰富多彩的调和色,应用范围广;

④ 色泽纯正,色料受烧成气氛、基釉成分影响较小,对釉料适应性强,色料颜色饱和度大,呈色鲜艳。

 

根据锆基色料的上述特点,电熔氧化锆被越来越广泛的应用在陶瓷色釉料的生产中。

 

1 锆基陶瓷色料的种类和应用

色料

组成

构成矿物

应用

锆黄

Co-Cr-Zr 
Co-Mn-Zr 
Co-Ni-Zr 
Co-Ni-Zr-Si

锆英石 
锆英石 ZrSiO4(Co,Ni) 
- 
-

色釉 
釉下彩 
- 
-

钒锆黄

Zr-V 
Zr-Ti-V

斜锆石 ZrO2(V) 
斜锆石 ZrO2(V ,Ti)

色釉、釉下彩 
色釉、釉下彩

镨黄

Zr-Si-Pr

锆英石 ZrSiO4(Pr)

色釉、色坯、釉上

镉黄

Zr-Si-Cd-S

CdS 被 ZrSiO4 包裹

色釉、釉下彩

钒锆蓝

Zr-Si-V

锆英石 ZrSiO4(V)

色釉、色坯

锆铁红

Zr-Si-Fe

锆英石 ZrSiO4(Fe)

色釉、色坯、釉下彩


 

锆基陶瓷色料主要有钒锆蓝、锆镨黄、钒锆黄、锆铁红、锆灰等,其组成及用途如上表所示。钒锆蓝最早被发现,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;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。在合成硅酸锆的过程中,过渡金属和稀土金属离子能进入其晶格,形成光亮稳定的色剂。例如,钒离子进入ZrSiO4 晶格成为钒- 锆蓝;镨离子进入ZrSiO4 形成镨黄;铬、铁分别形成硅酸锆绿、锆铁红等各种固溶体型的色剂。

 

2化学锆在锆铁红和钒锆黄中的应用

化学锆外观为白色晶体状,产品杂质较电熔锆少,具有耐高温、耐腐蚀、高介电常数、低热膨胀系数和导热系数, 技术参数为:ZrO2≥99.5%;SiO2≤0.025%;Fe2O3≤0.01%; TiO2≤0.01%。

 

在陶瓷色料锆铁红和钒锆黄的生产中, 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。 由于钒锆黄产品是通过钒粘附在锆晶体的六角形边缘上,而不是包裹类型的结构,因而, 提高氧化锆的表面活性是提高钒锆黄产品性能的唯一途径。 化学法生产的氧化锆由于纯度高、表面活性好,非常适合钒锆黄的生产,通过优化配方和控制球磨工艺,使用化学锆可以生产出高质量的钒锆黄产品。另外,在锆镨黄的生产中,化学锆生产的产品具有不可代替性, 其在仿古砖釉料中的发色性能明显好于电熔锆产品,高温稳定性非常好,黄度值至少比电熔锆产品高 10%以上。

 

总结

目前,市场上对滚筒印花和仿古砖的接受度较高,因而锆系色料非常畅销, 除了市场流行浅色系列的仿古和瓷片类产品外,锆系色料的稳定性、发色鲜艳饱和度好等都是其受市场欢迎的因素之一。

 

 

左:仿古砖  右:锆基黄色釉料制品

 

陶瓷制品离不开装饰,好的装饰使制品身价百倍,装饰材料是装饰的物质基础,陶瓷色料是最重要的陶瓷装饰材料,由此可见陶瓷色料在陶瓷装饰中的地位,也即可知氧化锆在陶瓷装饰中的地位。

粉体圈 小黑杨整理

 

参考来源:

[1]秦威,胡冬娜. 浅谈电熔氧化锆在陶瓷行业中的应用[J]. 佛山,2010,(12):18-21.

[2]康蓉,郭东升. 电熔氧化锆的应用及前景[J]. 稀有金属快报,2007,(01):48-50. 


作者:粉体圈

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