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釉面氣孔終結(jié)者:釉用活性氧化鋅如何重塑陶瓷制造工藝
發(fā)布時(shí)間:2025-12-15
陶瓷生產(chǎn)中的釉面氣孔問題長(zhǎng)期困擾著制造業(yè),不僅影響產(chǎn)品美觀度,更直接降低了產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和抗菌性能。隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,一種新型活性氧化鋅材料正悄然改變這一行業(yè)難題。
釉面氣孔是陶瓷制造過程中常見的缺陷之一。在高溫?zé)蛇^程中,傳統(tǒng)氧化鋅材料中的單質(zhì)鋅殘留(通常為0.5%-3.2%)會(huì)揮發(fā)形成氣孔,不僅影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量,還會(huì)顯著降低陶瓷制品的機(jī)械性能和使用壽命。
傳統(tǒng)的解決方式往往通過增加材料用量或調(diào)整工藝參數(shù)來彌補(bǔ)性能缺陷,但這又推高了生產(chǎn)成本并帶來環(huán)保壓力。而釉用活性氧化鋅通過其特殊的物理化學(xué)性質(zhì),從源頭上減少了氣孔的形成,為陶瓷制造提供了全新的解決方案。
陶瓷生產(chǎn)企業(yè)長(zhǎng)期面臨著一個(gè)棘手難題:釉面氣孔。這些微小的缺陷不僅影響產(chǎn)品外觀,更是質(zhì)量隱患。傳統(tǒng)煅燒氧化鋅在陶瓷釉料應(yīng)用中存在多個(gè)固有缺陷,其生產(chǎn)工藝導(dǎo)致單質(zhì)鋅殘留,在陶瓷燒成過程中易揮發(fā)形成針孔和溶洞。
重金屬雜質(zhì)(如鉛、鎘)的存在不僅威脅人體健康,還增加了陶瓷企業(yè)的環(huán)保合規(guī)壓力。傳統(tǒng)氧化鋅的分散性和反應(yīng)活性不足,導(dǎo)致釉漿穩(wěn)定性差、燒成溫度高。
企業(yè)不得不通過增加用量來彌補(bǔ)性能缺陷,這進(jìn)一步推高了生產(chǎn)成本。這些局限性長(zhǎng)期制約著陶瓷行業(yè)的升級(jí)發(fā)展,迫切需要新型材料來打破這一技術(shù)瓶頸。
縮釉現(xiàn)象的主要成因在于釉料對(duì)坯體適應(yīng)性不佳、高溫粘度過大及表面張力過強(qiáng)。例如,含有較多ZnO和Al?O?的釉料以及鋯乳濁釉容易出現(xiàn)縮釉問題,直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)。
活性氧化鋅與普通氧化鋅相比,雖然外觀均為黃白色或者深黃色粉末狀固體,但因采用特殊物理法制得,大大保留了其物理性能,具有更好的吸附性和分散性。
RA95釉用活性氧化鋅是新潤豐高新材料有限公司的核心產(chǎn)品之一,其粒徑D50約6.5微米(2000目),這種活性氧化鋅是一種半導(dǎo)體催化劑的電子結(jié)構(gòu),在光照射下具有獨(dú)特的光催化活性。
在制備工藝上,活性氧化鋅通過納米晶格上的改性——晶格位移包覆銨基鋅,改變了亞納米晶粒的高溫分子運(yùn)動(dòng)性能。這種改性使得產(chǎn)品兼具納米材料和傳統(tǒng)氧化鋅的雙重特性,與傳統(tǒng)氧化鋅產(chǎn)品相比,其粒徑分布范圍更適用于陶瓷釉料、化學(xué)活性高、有害雜質(zhì)低。
創(chuàng)新的鋅鋁硅復(fù)合結(jié)構(gòu)體系通過精準(zhǔn)調(diào)控各組分比例與晶體結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了光學(xué)帶隙與電子遷移率的協(xié)同優(yōu)化。這種創(chuàng)新組合使材料兼具基礎(chǔ)活性與高溫穩(wěn)定性,從而在釉料中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。
活性氧化鋅通過其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理特性,從多個(gè)方面解決了釉面氣孔問題。其高溫助熔效果顯著,含有改性銨基鋅,高溫時(shí)熱導(dǎo)率高,活化度強(qiáng),能有效降低釉面表面黏度。
在實(shí)際應(yīng)用方面,RA95釉用活性氧化鋅可以1:1替代99或99.5煅燒氧化鋅,在部分釉料中甚至還可少用一點(diǎn)達(dá)到發(fā)色更鮮艷的效果。這不僅解決了氣孔問題,還顯著降低了生產(chǎn)成本。
釉漿性能的穩(wěn)定性也是關(guān)鍵因素?;钚匝趸\使釉漿長(zhǎng)時(shí)間放置流速穩(wěn)定,不易發(fā)生沉降或結(jié)塊。這對(duì)于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)尤為重要,保證了生產(chǎn)連續(xù)性和產(chǎn)品一致性。
值得一提的是,該產(chǎn)品成分穩(wěn)定,主含量外的另外約5個(gè)點(diǎn)是固定的鈉、鈣、鎂、硅、鋁等高溫活性硅酸鹽材料。這種確定的成分配方確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,為陶瓷企業(yè)提供了可靠的原料保障。
在實(shí)際應(yīng)用案例中,活性氧化鋅表現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢(shì)。以新潤豐高新材料有限公司的RA95產(chǎn)品為例,該產(chǎn)品自2019年推出以來,已累計(jì)銷售超過10萬噸,獲得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。
在建筑陶瓷領(lǐng)域,使用活性氧化鋅后燒成溫度可降低50℃,能耗顯著減少。同時(shí),釉面透光率提升至90%,白度達(dá)到85°(CIE Lab),在生產(chǎn)成本降低20%的同時(shí),優(yōu)等品率從65%提升至92%。
某瓷磚企業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示,優(yōu)等品率從70%提升至88%,年節(jié)省燃料成本超百萬元。高純度特性(ZnO≥95%,Pb≤0.001%)還能穩(wěn)定鈷藍(lán)色料發(fā)色,使色度ΔE≤1.5,滿足高端瓷磚的美學(xué)需求。
在衛(wèi)浴陶瓷中,5-8%的添加量可使燒成溫度降至1180℃,同時(shí)彈性模量從70GPa提升至85GPa,抗熱震循環(huán)次數(shù)達(dá)3次(20-130℃急變),有效解決衛(wèi)浴瓷釉面龜裂問題。
隨著陶瓷行業(yè)向綠色化、功能化方向發(fā)展,活性氧化鋅的技術(shù)潛力將進(jìn)一步釋放。行業(yè)正研發(fā)自適應(yīng)材料,通過動(dòng)態(tài)調(diào)控物理特性實(shí)現(xiàn)更寬的工藝窗口。
綠色制造是未來發(fā)展的重要方向。采用連續(xù)直接法工藝與煅燒回轉(zhuǎn)窯余熱循環(huán)系統(tǒng),單位能耗較行業(yè)平均降低22%。每噸產(chǎn)品減少1.2噸CO?排放,鋅基廢料回收率達(dá)95%,年節(jié)約礦產(chǎn)資源1.2萬噸,形成“原礦-生產(chǎn)-回收”的閉環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。
活性氧化鋅的低溫助熔特性(燒成溫度降低50-80℃)使陶瓷企業(yè)平均能耗減少12-20%。以年產(chǎn)能5000噸的釉料生產(chǎn)線為例,使用活性氧化鋅后年節(jié)省燃料成本顯著。
質(zhì)量控制體系也日益完善,通過“材料基因-過程控制-終端應(yīng)用”三位一體的質(zhì)量管控,確保產(chǎn)品從原料到成品的全鏈可追溯。這種全面的質(zhì)量保障體系為陶瓷企業(yè)提供了穩(wěn)定的品質(zhì)保證。
隨著陶瓷行業(yè)向綠色化、功能化方向發(fā)展,活性氧化鋅提供的不僅是材料替代,更是整個(gè)行業(yè)的技術(shù)范式變革。其低溫?zé)商匦皂憫?yīng)了國家“雙碳”戰(zhàn)略,而抗菌、自潔等功能則滿足了消費(fèi)升級(jí)需求。
未來陶瓷產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)將不再是單一價(jià)格或性能的競(jìng)爭(zhēng),而是材料科學(xué)、工藝技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展理念的深度融合。活性氧化鋅作為核心功能性材料,將繼續(xù)推動(dòng)中國陶瓷產(chǎn)業(yè)從“制造”向“智造”跨越。