氧化锆在陶瓷釉料中的应用简介

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。

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。

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。

自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。锆基陶瓷色料主要有钒锆蓝、锆镨黄、钒锆黄、锆铁红、锆灰等，其组成及用途如下表所示。

表1 锆基陶瓷色料的种类和应用

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。

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。

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

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