釉面气孔终结者:釉用活性氧化锌如何重塑陶瓷制造工艺
日期:2025-12-15 03:11 来源:新润丰高新材料
陶瓷生产中的釉面气孔问题长期困扰着制造业,不仅影响产品美观度,更直接降低了产品的机械强度和抗菌性能。随着材料科学的进步,一种新型活性氧化锌材料正悄然改变这一行业难题。
釉面气孔是陶瓷制造过程中常见的缺陷之一。在高温烧成过程中,传统氧化锌材料中的单质锌残留(通常为0.5%-3.2%)会挥发形成气孔,不仅影响产品的外观质量,还会显著降低陶瓷制品的机械性能和使用寿命。
传统的解决方式往往通过增加材料用量或调整工艺参数来弥补性能缺陷,但这又推高了生产成本并带来环保压力。而釉用活性氧化锌通过其特殊的物理化学性质,从源头上减少了气孔的形成,为陶瓷制造提供了全新的解决方案。
陶瓷生产企业长期面临着一个棘手难题:釉面气孔。这些微小的缺陷不仅影响产品外观,更是质量隐患。传统煅烧氧化锌在陶瓷釉料应用中存在多个固有缺陷,其生产工艺导致单质锌残留,在陶瓷烧成过程中易挥发形成针孔和溶洞。
重金属杂质(如铅、镉)的存在不仅威胁人体健康,还增加了陶瓷企业的环保合规压力。传统氧化锌的分散性和反应活性不足,导致釉浆稳定性差、烧成温度高。
企业不得不通过增加用量来弥补性能缺陷,这进一步推高了生产成本。这些局限性长期制约着陶瓷行业的升级发展,迫切需要新型材料来打破这一技术瓶颈。
缩釉现象的主要成因在于釉料对坯体适应性不佳、高温粘度过大及表面张力过强。例如,含有较多ZnO和Al₂O₃的釉料以及锆乳浊釉容易出现缩釉问题,直接影响产品的质量等级。
活性氧化锌与普通氧化锌相比,虽然外观均为黄白色或者深黄色粉末状固体,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釉用活性氧化锌是新润丰高新材料有限公司的核心产品之一,其粒径D50约6.5微米(2000目),这种活性氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构,在光照射下具有独特的光催化活性。
在制备工艺上,活性氧化锌通过纳米晶格上的改性——晶格位移包覆铵基锌,改变了亚纳米晶粒的高温分子运动性能。这种改性使得产品兼具纳米材料和传统氧化锌的双重特性,与传统氧化锌产品相比,其粒径分布范围更适用于陶瓷釉料、化学活性高、有害杂质低。
创新的锌铝硅复合结构体系通过精准调控各组分比例与晶体结构,实现了光学带隙与电子迁移率的协同优化。这种创新组合使材料兼具基础活性与高温稳定性,从而在釉料中表现出优异的性能。
活性氧化锌通过其独特的化学结构和物理特性,从多个方面解决了釉面气孔问题。其高温助熔效果显著,含有改性铵基锌,高温时热导率高,活化度强,能有效降低釉面表面黏度。
在实际应用方面,RA95釉用活性氧化锌可以1:1替代99或99.5煅烧氧化锌,在部分釉料中甚至还可少用一点达到发色更鲜艳的效果。这不仅解决了气孔问题,还显著降低了生产成本。
釉浆性能的稳定性也是关键因素。活性氧化锌使釉浆长时间放置流速稳定,不易发生沉降或结块。这对于大规模工业化生产尤为重要,保证了生产连续性和产品一致性。
值得一提的是,该产品成分稳定,主含量外的另外约5个点是固定的钠、钙、镁、硅、铝等高温活性硅酸盐材料。这种确定的成分配方确保了产品质量的稳定性,为陶瓷企业提供了可靠的原料保障。
在实际应用案例中,活性氧化锌表现出了显著优势。以新润丰高新材料有限公司的RA95产品为例,该产品自2019年推出以来,已累计销售超过10万吨,获得了市场的广泛认可。
在建筑陶瓷领域,使用活性氧化锌后烧成温度可降低50℃,能耗显著减少。同时,釉面透光率提升至90%,白度达到85°(CIE Lab),在生产成本降低20%的同时,优等品率从65%提升至92%。
某瓷砖企业应用数据显示,优等品率从70%提升至88%,年节省燃料成本超百万元。高纯度特性(ZnO≥95%,Pb≤0.001%)还能稳定钴蓝色料发色,使色度ΔE≤1.5,满足高端瓷砖的美学需求。
在卫浴陶瓷中,5-8%的添加量可使烧成温度降至1180℃,同时弹性模量从70GPa提升至85GPa,抗热震循环次数达3次(20-130℃急变),有效解决卫浴瓷釉面龟裂问题。
随着陶瓷行业向绿色化、功能化方向发展,活性氧化锌的技术潜力将进一步释放。行业正研发自适应材料,通过动态调控物理特性实现更宽的工艺窗口。
绿色制造是未来发展的重要方向。采用连续直接法工艺与煅烧回转窑余热循环系统,单位能耗较行业平均降低22%。每吨产品减少1.2吨CO₂排放,锌基废料回收率达95%,年节约矿产资源1.2万吨,形成“原矿-生产-回收”的闭环经济模式。
活性氧化锌的低温助熔特性(烧成温度降低50-80℃)使陶瓷企业平均能耗减少12-20%。以年产能5000吨的釉料生产线为例,使用活性氧化锌后年节省燃料成本显著。
质量控制体系也日益完善,通过“材料基因-过程控制-终端应用”三位一体的质量管控,确保产品从原料到成品的全链可追溯。这种全面的质量保障体系为陶瓷企业提供了稳定的品质保证。
随着陶瓷行业向绿色化、功能化方向发展,活性氧化锌提供的不仅是材料替代,更是整个行业的技术范式变革。其低温烧成特性响应了国家“双碳”战略,而抗菌、自洁等功能则满足了消费升级需求。
未来陶瓷产业的竞争将不再是单一价格或性能的竞争,而是材料科学、工艺技术和可持续发展理念的深度融合。活性氧化锌作为核心功能性材料,将继续推动中国陶瓷产业从“制造”向“智造”跨越。