摘要：本文簡要對比特種電熔鋯與普通電熔鋯、化學(xué)鋯之間的物理化學(xué)性質(zhì)的差異，并研究它們在不同條件下，制成的鋯鐵紅色料的發(fā)色情況。結(jié)果表明：采用特種電熔鋯生產(chǎn)的鋯鐵紅色料，其發(fā)色效果及耐溫性能等指標(biāo)都達(dá)到甚至超過化學(xué)鋯的標(biāo)準(zhǔn)，在工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用中取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：特種電熔氧化鋯；普通電熔氧化鋯；化學(xué)氧化鋯；鋯鐵紅色料；發(fā)色

1 前言

氧化鋯按生產(chǎn)工藝的不同，分為化學(xué)氧化鋯和電熔氧化鋯?；瘜W(xué)氧化鋯是采用氯堿化工及高溫煅燒等工藝生產(chǎn)出來的，其產(chǎn)品純度高、質(zhì)量好，但生產(chǎn)工藝流程較長，需消耗大量的酸堿試劑，因此，生產(chǎn)成本較高。電熔氧化鋯則是采用電弧爐熔煉的方法進(jìn)行生產(chǎn)，其工藝流程較短，生產(chǎn)成本較低，但產(chǎn)品的純度和一些物理性能稍差。氧化鋯是生產(chǎn)鋯系色料的主要原料，在陶瓷顏料鋯系三原色中，鐠黃、釩鋯蘭的生產(chǎn)均已大量使用電熔氧化鋯。鋯鐵紅色料由于對氧化鋯的品質(zhì)要求高，目前市場上絕大多數(shù)色料廠家都采用化學(xué)鋯來生產(chǎn)和研究，還沒有全部使用電熔氧化鋯來生產(chǎn)鋯鐵紅色料。因此，開發(fā)研究電熔氧化鋯替代化學(xué)鋯在鋯鐵紅色料的應(yīng)用具有重要的意義。

三祥公司近年開發(fā)的特種電熔氧化鋯（簡稱特種電熔鋯）產(chǎn)品可以全部替代化學(xué)鋯生產(chǎn)鋯鐵紅色料，該產(chǎn)品的成功開發(fā)，填補(bǔ)了國內(nèi)鋯鐵紅色料生產(chǎn)用的氧化鋯不能全部采用電熔氧化鋯生產(chǎn)的空白。本文通過對氧化鋯制備鋯鐵紅色料的研究，對比特種電熔鋯與普通電熔鋯、化學(xué)鋯之間的物理化學(xué)性質(zhì)的差異，以及其不同的發(fā)色效果。

2 化學(xué)鋯、特種電熔鋯、普通電熔鋯的主要物理和化學(xué)性能區(qū)別

采用X射線熒光衍射儀對化學(xué)鋯、特種電熔鋯、普通電熔鋯的化學(xué)成份進(jìn)行分析，其結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，普通電熔氧化鋯經(jīng)過特殊熔煉工藝加工處理后，電熔氧化鋯中的雜質(zhì)含量有所降低，經(jīng)特殊熔煉工藝加工處理的特種電熔鋯的成份更接近化學(xué)鋯。

采用電子顯微鏡對化學(xué)鋯、特種電熔鋯、普通電熔鋯的晶貌進(jìn)行對比分析，其結(jié)果如圖1、圖2和圖3所示。

從圖1、圖2、圖3可知，經(jīng)特殊熔煉工藝加工處理的特種電熔鋯的形貌發(fā)生明顯的變化，未處理時(shí)呈不規(guī)則多面體狀，而處理后則呈橢圓球狀趨于接近化學(xué)鋯的形貌，化學(xué)鋯的形貌則接近球狀。

采用BET比表面積儀對化學(xué)鋯、特種電熔鋯、普通電熔鋯的比表面積進(jìn)行分析，其結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，普通電熔鋯與特種電熔鋯的比表面積相近，均略低于化學(xué)鋯的數(shù)值。

3 鋯鐵紅發(fā)色試驗(yàn)

3.1原料和試劑

本試驗(yàn)使用的主要原材料是三祥公司普通電熔氧化鋯和特種電熔鋯、化學(xué)鋯、石英粉、氧化鐵紅：礦化劑為氟硅酸鈉、氯化鉀、氟化鋇、氟化鎂等，均為化學(xué)純，所用原料的性質(zhì)如表3所示。所采用的釉為乳濁釉、透明釉。

3.2試驗(yàn)步驟

（1）在天平上分別稱取各種釉50g、鋯鐵紅色料2.5g、三聚磷酸鈉0.15g；

（2）把所有樣品裝入快速球磨機(jī)中球磨6min，其中料：球：水=1：2：0.35：

（3）施釉，施釉重量為1g釉水/cm²；

（4）施釉后的試樣置于電爐中燒成，煅燒溫度為1200℃，保溫20min左右，升溫速度為200～300℃/h，燒成結(jié)束后自然冷卻；

（5）采用X-Rite色差儀分別檢測不同樣品的色差值，判別其發(fā)色效果。

3.3試驗(yàn)內(nèi)容

3.3.1特種電熔鋯與化學(xué)鋯、普通電熔鋯發(fā)色試驗(yàn)

當(dāng)釉的燒成溫度為1200～時(shí)，特種電熔鋯與化學(xué)鋯、普通電熔鋯分別選用透明釉、乳濁釉進(jìn)行發(fā)色對比試驗(yàn)，其結(jié)果分別見表4、表5。

由表4的色度值可以計(jì)算出△E，當(dāng)采用1200℃透明釉時(shí)，其色差值△E=0.4；當(dāng)采用1200℃乳濁釉時(shí)，其色差值△E=0.2。

由表5的色度值可以計(jì)算出△E，當(dāng)采用1200℃透明釉時(shí)，其色差值△E=9.66；當(dāng)采用1200△乳濁釉時(shí)，其色差值△E=8.07。

綜上所述，在同等條件下，經(jīng)特殊熔煉工藝加工處理的特種電熔鋯制備鋯鐵紅色料的發(fā)色各項(xiàng)指標(biāo)基本接近化學(xué)鋯的標(biāo)準(zhǔn)，綜合效果△E都在0，5左右，與普通電熔鋯的效果相比，特種鋯發(fā)色效果明顯提升，△E都在8以上。

3.3.2不同溫度下發(fā)色效果

為了更好地了解燒成溫度對發(fā)色效果的影響，分別選擇燒成溫度為1050℃、1150℃、1250℃的乳濁釉進(jìn)行對比試驗(yàn)，其結(jié)果如表6所示。

從表6可知，不同的燒成溫度對特種電熔鋯與化學(xué)鋯的色差值有一定的影響，當(dāng)溫度為1050℃時(shí)，其色差值△E=0.44；當(dāng)溫度為1150℃時(shí)，其色差值△E=0.15；當(dāng)溫度為1250℃時(shí)，其色差值△E=0.53。因此，在耐溫性方面，特種電熔鋯的耐溫性能基本達(dá)到化學(xué)鋯的發(fā)色效果，高低溫度的各項(xiàng)發(fā)色指標(biāo)都接近化學(xué)鋯的標(biāo)準(zhǔn)，綜合效果△E都在0.5左右，隨著釉水燒成溫度的提高，發(fā)色差別越來越大。

3.3.3大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)鋯鐵紅色料在陶瓷制品中的發(fā)色效果

特種電熔鋯研制成功后，已經(jīng)大批量應(yīng)用于鋯鐵紅色料的生產(chǎn)，鋯鐵紅色料在陶瓷制品中的發(fā)色效果對比情況如表7所示。

本試驗(yàn)采用乳濁釉進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，從表7可知，化學(xué)鋯與特種電熔鋯的色差值△E=0.61。因此，特種電熔鋯生產(chǎn)鋯鐵紅色料的發(fā)色達(dá)到化學(xué)鋯的要求，經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，完全可以替代化學(xué)鋯來生產(chǎn)鋯鐵紅色料。

4 結(jié)論

三祥公司的特種電熔鋯產(chǎn)品，即經(jīng)過特殊熔煉工藝等處理的普通電熔鋯，一方面可以改善電熔氧化鋯的物理和化學(xué)性能，提高氧化鋯粉純度，增大反應(yīng)活性：另一方面在鋯鐵紅色料領(lǐng)域的使用效果達(dá)到甚至優(yōu)于化學(xué)鋯。在不同的釉中，其著色力、色調(diào)及耐溫性能等方面均達(dá)到化學(xué)鋯的要求，完全可以取代化學(xué)鋯生產(chǎn)鋯鐵紅色料，在同等品質(zhì)上有明顯的價(jià)格優(yōu)勢，為下游客戶節(jié)約了原材料生產(chǎn)成本。

通過下游鋯鐵紅企業(yè)的使用證明，采用特種電熔鋯生產(chǎn)鋯鐵紅色料，在多種不同的釉中的發(fā)色效果及耐溫性能方面，已明顯優(yōu)于國內(nèi)同類電熔氧化鋯產(chǎn)品，使用效果完全達(dá)到化學(xué)鋯的水平，各項(xiàng)指標(biāo)都與化學(xué)鋯標(biāo)準(zhǔn)相近，在成本上明顯低于化學(xué)鋯，深受下游客戶的青睞，市場前景十分廣闊。