导电氧化锌的制备及其在浅色防静电瓷砖中的应用.PDF

Production＆Application 生产与应 用 导电氧化锌的制备及其在浅色防静电瓷砖中的应用 蔡晓峰 ．于伟东 (1．佛山市中国科学院上海硅酸盐研究所陶瓷研发中心，佛山 528000； 2．中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 200050) 摘 要 ：本文采用固相反应法制备了电阻率小于80kI~-cm的AZO导电 粉 ，研究了Al20，的掺杂量和粉体合成温度对 AZO电阻率的影响，并将所 得 的AZO粉体加入陶瓷抛光砖坯料中，探讨 了AZO粉体对陶瓷砖基本性 能的影响。制备出体电阻值达 10 的浅色防静 电陶瓷砖 。 关键词：AZO；导电粉；半导化；防静电；陶瓷 1 前言 通体导电仿古砖为代表，这两类防静电陶瓷砖都是以导 电氧化锡 (ATO)为导电材料。由于ATO为深蓝色 ，用其所 随着航空航天、电子 、医药 、信息等国家战略工业 的 制备的防静电陶瓷的颜色较深 ，限制了陶瓷砖装饰功能 迅猛发展 ，人们的生产生活环境对防静 电(静电击穿和灰 的发挥 ，并且价格昂贵 ，从而影响了防静电陶瓷的应用和 尘控制)、电磁屏蔽功能的要求越来越高。常用的防静电 市场推广。要制备便于装饰的浅色防静电陶瓷砖就必须 方法为将导电粉体添加到基材中达到消除静 电的效果 ． 使用耐高温的浅色无机导电材料。 基体材料主要有橡胶 、塑料、涂料 、纺织品、陶瓷等。防静 氧化锌 (ZnO)是一种 常用 的化工产品，白色或乳 白 电陶瓷是作为对传统陶瓷进行防静电功能化开发后得到 色 ，价格不贵，在 陶瓷色釉料、压敏陶瓷 、压电陶瓷 、导电 的一种新型陶瓷材料 ，具有永久、稳定、防火 、耐磨 、耐酸 陶瓷等领域被大量使用。由于氧化锌具有特别的电子结 碱腐蚀 、耐高温 (达 1200~C)、生态环保 、发尘量小等特点， 构，比较容易被半导化，可以制备成浅色导电材料。 彻底解决了普通 HPL和PVC防静电有机材料的易燃、易 目前 ，制备导电氧化锌粉体 (AZO)的方法有固相反 磨损 、变形 、断裂 、不易清理等 问题 ，可广泛用于航空航 应法 、化学共沉淀法 、等离子体法 、溶胶一凝胶法 、水热 天、医院以及国防军事重地等领域。 法、CVD法等。考虑到陶瓷生产对原材料的需要量大．且 目前市场上的防静电陶瓷砖主要 以釉面导电瓷砖和 材料成本不宜太高 ，因此 ，采用工艺相对成熟、成本低且 易于批量生产的固相反应法来制备防静电陶瓷砖用导电 氧化锌粉体 比较适合。 基金项 目：本研究课题受广东省中国科学院全面战略合作项 目(项 目编号 本文研究了固相反应法制备导电氧化锌粉体．并对 20118090300066)专项资金资助。 作者简介：蔡晓峰 ，男，高级工程师，无机非金属材料专业，主要从事电子 所得的导电氧化锌粉体在浅色防静电陶瓷砖 中的应用技 陶瓷、结构陶瓷、传统陶瓷的多功能化等新材料、新技术的研究开发工作 。 术进行 了初步探讨 。 2 实验 内容 很多，容易形成施主中心 ，从而增加载流子量 ，降低了氧 化锌晶体的电阻率。 2．1实验原料和设备 要实现离子间的取代置换 ，必须具备一定的内在和 (1)实验原料 外在条件。内在条件之一是相交换的离子的半径相