鋅在陶瓷工業上有哪些用途

① 氧化鋅和普通鋅粉的區別和各自的用用途

氧化鋅
中文名稱 氧化鋅
英文名稱 Zine oxide；Zine white
別 名 鋅白；鋅氧粉
分子式 ZnO 外觀與性狀 白色六角晶體或粉末，無氣味
分子量 81.37
熔 點 1975℃ 溶解性 不溶於水、乙醇，溶於酸、氫氧化鈉水溶液、氯化銨
密 度 相對密度(水=1)5.606 穩定性 穩定

主要用途
用作油漆的顏料和橡膠的填充料。醫葯上用於制軟膏、鋅糊、橡皮膏等

一種補牙用材料的簡稱，即丁香油氧化鋅粘固粉

丁香油氧化鋅粘固粉：又稱暫時粘固粉、丁氧膏。作深洞雙層墊底的底層不承力材料，或不承力的單層墊底材料，作1～2周的窩洞臨時封閉材料，也用作根管充填材料，加入賦形劑作為牙周塞治劑。
醫生常以氧化鋅作為丁香油氧化鋅粘固粉的簡稱

用於治療急性瘙癢性皮膚病的爐甘石洗劑中通常也含氧化鋅,其利用的是氧化鋅的收斂、保護作用，以及一小部分的防腐作用。
氧化鋅是橡膠和輪胎工業必不可少的添加劑，也用作天然橡膠、合成橡膠及膠乳的硫化活性劑和補強劑以及著色劑。如果將普通氧化鋅製成納米氧化鋅用於橡膠中，則可以充分發揮硫化促進作用，提高橡膠的性能，其用量僅為普通氧化鋅的30%～50%。
在化學工業中，氧化鋅被廣泛用作催化劑、脫硫劑，如合成甲醇時作催化劑，合成氨時作脫硫劑；納米氧化鋅的表面高活性可以提高催化劑的選擇性能和催化效率，具有廣泛的潛在應用市場。
在塗料工業中，氧化鋅除了具有著色力和遮蓋力外，又是塗料中的防腐劑和發光劑；此外，納米氧化鋅優異的紫外線屏蔽能力使其在塗料的抗老化等方面具有更加突出的特性。
在醫葯衛生和食品工業中，氧化鋅具有拔毒、止血、生肌收斂的功能，也用於橡皮膏原料，而且對於促進兒童智力發育具有幫助；納米氧化鋅用於食品衛生行業的需求在逐步擴大，但是產品要求也比較嚴格，尤其是有害的重金屬元素含量。
在玻璃工業中，氧化鋅用在特種玻璃製品中；在陶瓷工業中，氧化鋅用作助熔劑；在印染工業中，氧化鋅用作防染劑；納米氧化鋅由於顆粒細、活性高，可以降低玻璃和陶瓷的燒結溫度，此外利用納米氧化鋅制備的陶瓷釉面更加光潔，而且具有抗菌、防酶、除臭等功效。
在電子工業中，氧化鋅既是壓敏電阻的主原料，也是磁性、光學等材料的主要添加劑。採用納米氧化鋅制備壓敏電阻，不僅具有較低的燒結溫度，而且壓敏電阻性能得到提高，如通流能力、非線性系數等。納米氧化鋅在光學器件中的應用將隨著納米氧化鋅光學性能的深入研究會取得比較大的突破。
鋅
元素名稱：鋅
元素符號：Zn
元素英文名稱：Zinc
相對原子質量65.39：
是一種藍白色金屬。密度為7.14克/立方厘米，熔點為419.5℃。在室溫下，性較脆；100～150℃時，變軟；超過200℃後，又變脆。
鋅的化學性質活潑，在常溫下的空氣中，表面生成一層薄而緻密的鹼式碳酸鋅膜，可阻止進一步氧化。當溫度達到225℃後，鋅氧化激烈。燃燒時，發出藍綠色火焰。鋅易溶於酸，也易從溶液中置換金、銀、銅等。
鋅的用途
世界上鋅的全部消費中大約有一半用於鍍鋅，約10％用於黃銅和青銅，不到10％用於鋅基合金，約7.5％用於化學製品。通過在熔融金屬槽中熱浸鍍需要保護的材料和製品，鋅可用於防蝕。對金屬製品，可分批鍍鋅；對軋制鋼帶卷，可連續鍍鋅。近年來，鋼帶熱浸鍍鋅量有顯著增長。電鍍鋅也有使用，但該法一般用於較薄的鍍層和不同的表面光潔度。使用含鋅粉的塗料是塗層的另一種方法；對於與水連續接觸的物體，如用於船舶、橋梁和近海油氣井架的大的鋼構件，只須和大的鋅塊連接，便可得到保護，不過鋅塊要定期更換。壓鑄是鋅的另一個重要應用領域，它用於汽車、建築、部分電氣設備、家用電器、玩具等的零部件生產。鋅也常和鋁製成合金，以獲得強度高、延展性好的鑄件。在製成薄板時（一般是用連鑄連軋法生產薄板），鋅還常和少量銅和鈦製成合金，以獲得必需的抗蠕變性能。國際鉛鋅研究組預測，2004年全球鋅消費量會比2003年的985萬t增長4.8%，2005年將再增長4.3%，預計2005年中國將佔世界鋅消費總量的四分之一，它的消費增長的部分原因是鍍鋅鋼用量的增長。相比之下，美國可能只佔全球鋅需求的十分之一。
由於鋅在常溫下表面易生成一層保護膜，所以鋅最大的用途是用於鍍鋅工業。鋅能和許多有色金屬形成合金，其中鋅與鋁、銅等組成的合金，廣泛用於壓鑄件。鋅與銅、錫、鉛組成的黃銅，用於機械製造業。含少量鉛鎘等元素的鋅板可製成鋅錳干電池負極、印花鋅板、有粉腐蝕照相制板和膠印印刷板等。鋅與酸或強鹼都能發生反應，放出氫氣。鋅肥（硫酸鋅、氯化鋅）有促進植物細胞呼吸、碳水化合物的代謝等作用。鋅粉、鋅鋇白、鋅鉻黃可作顏料。氧化鋅還可用於醫葯、橡膠、油漆等工業。
自然界中，鋅多以硫化物狀態存在。主要含鋅礦物是閃鋅礦。也有少量氧化礦，如菱鋅礦和異鋅礦。

② 工業陶瓷的種類和應用

1.氧化鈣陶瓷(calcia ceramics)
氧化鈣陶瓷(calcia ceramics)是指以氧化鈣為主要成分的陶瓷。
性質：氧化鈣具有NaCl型晶體結構，密度為3.08~3.40g/cm，熔點為2570℃，具有熱力學穩定性，能在高溫（2000℃）下使用，與高活性金屬熔體的反應小，受氧或雜質元素的污染少。製品具有良好的抗熔融金屬侵蝕性和抗熔融磷酸鈣侵蝕的作用。可用干壓法成型，也可注漿成型。
應用：
1）它抗金屬侵蝕性優良，是冶煉有色金屬，如高純度鉑、鈾的重要容器；
2）經二氧化鈦穩定化的氧化鈣磚，可用作熔融磷酸鹽礦的回轉窯內襯材料；
3）從熱力學的穩定性來看，CaO 超過SiO2、MgO、Al2O3和ZrO2等，在氧化物中最高。這種性質表明，它可作為熔融金屬、合金用的坩堝；
4）在金屬熔化過程中，可使用CaO質取樣器和保護管，多用在高鈦合金等活性金屬熔體的質量管理或溫度控制中；
5）CaO陶瓷在冶金方面的用途除上述之外，也適用於電弧熔化用的保溫套或平衡實驗角的容器等。
氧化鈣有兩個缺點：
①容易與空氣中的水份或碳酸氣發生反應；
②與氧化鐵等氧化物在高溫下能發生熔融反應。這種熔渣化作用，是陶瓷易腐蝕和強度低的原因，這些缺點也使得氧化鈣陶瓷難以廣泛應用。CaO作為陶瓷還處在初級階段，它具有兩面性，有時穩定，有時不穩定。今後可以通過原料、成形、燒成等技術的進步，更好地籌劃其用途，使其真正加入陶瓷行列。
2.鋯英石陶瓷(zircon ceramics)
鋯英石陶瓷(zircon ceramics)是指以鋯英石(ZrSiO4)為主要成分的陶瓷。
性質：鋯英石(ZrSiO4)陶瓷具有良好的抗熱震性、耐酸性、化學穩定性，但耐鹼性不佳。鋯英石陶瓷的熱膨脹系數和導熱系數較低，其抗彎強度可保持在1200~1400℃而不下降，但其力學性能較差，生產工藝與一般特種陶瓷相似。
應用：
1）鋯英石作為酸性耐火材料，已在生產玻璃球及玻璃纖維的低鹼鋁硼硅酸鹽玻璃窯爐上得到了廣泛應用，鋯英石陶瓷具有高的介電性能及機械性能，還可以用作電絕緣體及火花塞等；
2）主要用於製作高強度高溫電瓷、瓷舟、坩堝、高溫窯爐用的承燒板、熔制玻璃爐的爐襯、紅外輻射陶瓷等；
3）可以製成薄壁製品—坩堝、熱電偶套管、噴咀，厚壁製品—研缽等；
4）研究表明，鋯英石具有化學穩定性、機械穩定性、熱穩定性和輻射穩定性，對U、Pu、Am、Np、Nd、Pa等錒系元素具有較好的包容能力，是固化鋼系高放射性廢物(HLW )理想的介質材料；
有關鋯英石陶瓷的生產工藝與其力學性能之間關系的研究尚未見報道，在一定程度上妨礙了對其性能進一步深入的研究，使鋯英石陶瓷的應用受到了一定的限制。
3.氧化鋰陶瓷(lithia ceramics)
氧化鋰陶瓷(lithia ceramics)是指主要成分為Li2O、Al2O3、SiO2的陶瓷製品。自然界中含Li2O的主要礦物原料有鋰輝石、透鋰長石、鋰磷鋁石、鋰雲母和鋰霞石。
性質：氧化鋰陶瓷製品的主晶相為鋰霞石(Li2O·Al2O3·2SiO2)和鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)，其特點是熱膨脹系數低(100~1000℃范圍內為-0.03×10/℃~ 4.08×10/℃)，抗熱震性良好。Li2O是一種網路外體氧化物，有加強玻璃網路的作用，可有效提高玻璃的化學穩定性。
應用：可用於製作電爐(特別是感應電爐)的襯磚、熱電偶保護管、恆溫零件、實驗室器皿、烹飪用具等。Li2O-A12O3-SiO2(LAS)系材料是典型的低膨脹陶瓷，可用作抗熱震材料，Li2O還可以作陶瓷結合劑，在玻璃工業中也具有潛在的使用價值。
4.氧化鈰陶瓷(ceria ceramics)
氧化鈰陶瓷(ceria ceramics)是指以氧化鈰為主要成分的陶瓷。
性能：該製品的比重為7.73，熔點為2600℃，它在還原氣氛下會變成Ce2O3，熔點由2600℃降到1690℃。700℃時的電阻率為2×10歐姆·厘米，1200℃時為20歐姆·厘米。我國工業化生產氧化鈰常用的工藝技術有如下幾種：
1）化學氧化法，包括空氣氧化法和高錳酸鉀氧化法；
2）焙燒氧化法；
3）萃取分離法。
應用：
1）可作為加熱元件、熔煉金屬及半導體的坩堝、熱電偶套管等；
2）可作為氮化硅陶瓷的燒結助劑，還可對鈦酸鋁復相陶瓷進行改性，並且CeO2是一種較為理想的增韌穩定劑；
3）加入99.99% CeO2的稀土三基色熒光粉是製作節能燈的發光材料，其光效高，顯色好，壽命長；
4）用質量分數大於99%的CeO2製成的高鈰拋光粉硬度高，粒度小而均勻，晶體具有稜角，適合於玻璃的高速拋光；
5）用98%的CeO2作為玻璃脫色劑和澄清劑，可提高玻璃的質量和性能，使玻璃更為實用；
6）氧化鈰陶瓷，其熱穩定性差，對氣氛敏感性也強，因而在一定程度上限制了它的使用。
5.氧化釷陶瓷(thoria ceramics)
氧化釷陶瓷(thoria ceramics)是指ThO2為主要成分的陶瓷。
性質：純氧化釷為立方晶系，螢石型結構，氧化釷陶瓷製品熱膨脹系數較大，25~1000℃時為9.2×10/℃；導熱率較小，100℃時為0.105 J/(cm·s·℃)，熱穩定性較差，但熔融溫度高，高溫導電性能好，有放射性。成型方法可採用注漿成型（加10%聚乙烯醇水溶液作懸浮劑）或壓製成型（加20%四氯化釷作黏結劑）。
應用：主要用作熔煉鋨、純銠和精煉鐳的坩堝，也可作為加熱元件，用於探照燈光源，白熾燈紗罩，或作為核燃料，還可用作電子管陰極、電弧熔融用電極等。

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