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四代氧化锌替代传统煅烧锌:釉面硬度提升30%,成本不变
发布时间:2025-11-07
在陶瓷材料领域,一场静悄悄的技术革命正在改变着传统釉料的配方体系。RA95第四代釉用活性氧化锌的出现,让陶瓷制品在品质提升与成本控制之间找到了完美平衡点。
作为一种关键的功能性材料,氧化锌在陶瓷釉料中一直扮演着不可或缺的角色。传统煅烧氧化锌作为成釉的基础材料,在釉料中发挥着高温助熔和提升发色效果的作用。
然而,随着陶瓷行业向绿色化、功能化方向发展,传统氧化锌因其杂质含量高、分散性差、重金属残留等问题,逐渐成为制约陶瓷产品品质升级的瓶颈。
传统煅烧氧化锌的生产工艺存在固有缺陷。研究表明,传统工艺会导致单质锌残留(0.5%-3.2%),在陶瓷烧成过程中这些残留物易挥发形成针孔和溶洞,严重影响釉面质量。
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。普通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。
生产企业往往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,也与当前节能减排的产业趋势相悖。
第四代釉用活性氧化锌通过独特的“锌尖晶石基复合功能材料体系”,实现了材料结构的根本性革新。其核心技术突破体现在三个方面:
双相协同设计 :氧化锌相与改性尖晶石相形成低能共格界面,通过精准调控晶格失配度(ΔV_misfit<2%),使材料兼具高活性与稳定性。实验数据显示,该结构可将釉面针孔率降低40%,烧成温度下降50℃。
缺陷工程优化 :采用两段式梯度煅烧工艺(800℃预晶化+1200℃掺杂活化),将氧空位浓度控制在10¹⁶ cm⁻³—10¹⁸ cm⁻³范围内,使光催化效率提升至98%,同时生产良率从65%跃升至99.5%。
表面改性技术 :通过纳米无机改性剂与硅烷偶联剂的协同作用,使团聚指数从传统工艺的0.8降至0.2,釉浆悬浮时间延长至8小时以上,彻底解决了传统氧化锌易沉降、堵筛的问题。
对比实验表明,使用第四代釉用活性氧化锌的釉面在多项性能指标上均有显著提升:
硬度与耐磨性 :釉面硬度提升30%,耐磨度同步提高30%,使陶瓷制品具有更长的使用寿命。
光学性能 :釉面光泽度提升12%,白度和乳浊度明显改善,提供了更优越的美学效果。
抗菌性能 :对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率稳定达到99%以上,为卫生洁具和日用陶瓷提供了附加功能价值。
热稳定性 :扩大烧成范围,有利于提高窑炉速度和产量,减少烧成时间,同时提高产品的密实度。
尽管性能显著提升,第四代活性氧化锌的应用并不增加生产成本。实际应用数据表明:
直接材料成本 :可以1:1等量替代传统99.5%煅烧氧化锌,部分釉料中还可减量使用10%,综合成本降低20%。
燃料成本节约 :烧成温度下降50℃,使得燃料消耗降低15%-20%,年节省燃料成本可达百万元级别。
品质提升收益 :优等品率从70%提升至88%,减少了次品率和重烧次数,进一步降低了综合生产成本。
环保合规成本 :重金属含量大幅降低(铅含量≤0.001%,仅为国标的1/300),轻松满足欧盟REACH等国际标准,降低了出口企业的环保合规成本。
第四代釉用活性氧化锌的技术潜力正在多个应用领域得到发挥:
在建筑陶瓷领域,其提供的“四耐一洁”(耐磨、耐腐、耐热、耐候、自洁抗菌)功能,可有效降解98%甲醛,广泛应用于高端瓷砖产品。
在卫浴陶瓷中,超自洁高温活性氧化锌凭借高接触角、高自洁性能、低表面能等特性,实现釉面超自洁功能,减少污垢附着,同时提升釉面硬度。
在日用陶瓷方面,釉用抗菌氧化锌具备助熔、增白、抗菌功能,能有效提高锆白乳白效果,使白釉增白,同时还自带自洁效果。
未来,随着陶瓷行业向绿色化、功能化方向发展,第四代活性氧化锌的技术潜力将进一步释放。目前研发方向包括自适应尖晶石材料,通过动态调控氧空位实现更宽的工艺窗口,以及探索在电子陶瓷、生物陶瓷等新兴领域的应用可能。
随着陶瓷行业向绿色化、功能化方向发展,第四代活性氧化锌的技术潜力将进一步释放。
有企业正研发自适应尖晶石材料,通过动态调控氧空位实现更宽的工艺窗口,同时探索其在电子陶瓷、生物陶瓷等新兴领域的应用可能。
未来当我们触摸光滑的瓷砖表面,感受其细腻质感时,背后可能正是中国智造的“锌”奇迹在发挥作用。