无机非金属材料中的无铅化研究进展

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1、无机非金属材料中的无铅化研究进展　　摘要:在目前的大量的无机非金属材料生产中，多数都含有铅。随着人们对环境保护和健康意识的加强，高性能无铅材料的开发研究已成为世界范围内材料产业可持续发展的趋势。本文将对铅在无机非金属材料中的应用以及无机非金属材料中的无铅化研究进展进行论述。关键词：无机非金属材料无铅化中图分类号：O642文献标识码：A前言：无机非金属材料是以某些元素的氧化物、氮化物等材料所组成的一种材料，是除了有机材料和金属材料以外的其他材料的统称.现阶段玻璃和陶瓷等无机非金属材料产品均由许多氟、铅、砷等对人体和环境有害的物质构成.到20世纪80年代后，随着人们的环保意识逐渐加

2、强，欧美许多国家曾多次审定陶瓷含铅量以及玻璃含铅量标准，明令禁止部分主要的生产厂家停止生产各种含铅量达标的产品，并规定只有特殊的产品才能使用含铅的材料。因为在很多尖端的科技产品，像是光学实验室中的某些仪器中等铅材料都扮演着重要的角色，目前还没有研发出其他的物质可以代替铅的性能，也正因为如此，才需要进一步加强无机非金属材料中的无铅化研究。7一、铅在无机非金属材料中的应用1、铅在玻璃材料中的应用含氧化铅的重金属氧化物玻璃具有高密度、高折射率、优异的透红外光、发射荧光、高三阶非线性和超导性等特点，可用作非线性光学材料、无机闪烁材料、低光学损耗光学纤维材料、超导体材料及防X射线、射线的

3、辐射屏蔽窗、光学凸透镜及道路标志、路面画线、交通管理标志反光标志上的玻璃微珠等，在许多领域显示出广阔的应用前景。铅玻璃具有电阻大、介电损耗小、折射率和色散高，以及吸收高能辐射、软化温度低、化学稳定性好等一系列特性，因而具有广泛的用途。在被用作闪烁材料中有一定优势，一方面，其高原子量可以赋予玻璃高密度使之成为闪烁材料的基材;另一方面，Pb2+离子在紫外区能产生强烈的吸收，在紫外光的激发下电子产生跃迁，当跃迁电子退激时，一部分能量以荧光形式发射出来，使其获得实际应用。2、铅在陶瓷材料中的应用7铅不仅被广泛的应用在玻璃制品中，在陶瓷特别是陶瓷釉彩上也得到了广泛的应用。因为铅本身的低软

4、化温度和高折射率特性，使得在颜料中加入适量的铅材料可以有效的降低颜料的熔融温度较低，并且色彩亮丽。目前，国内大多数的陶瓷釉彩均已含铅量为55%-60%的颜料为主。含铅釉彩在生产过程中因为最开始是呈粉末状，所以生产过程中对于工作人员以及环境都会产生较大的危害。另一方面，陶瓷在经过长时间的使用之后，受到各种侵蚀，其釉彩中的铅溶解出来后也会对人体造成影响。这个问题已经收到广大人民群众的关心，所以多年来一种在寻找一种可以替代铅材料但是既不影响其性能又不会对人体健康产生威胁的物质。压电材料是一大类用于制备传感器和存储元件的材料。传统的压电陶瓷主要是以PZT为基的。元系、三元系陶瓷，具有一

5、系列优异的性能。这些陶瓷材料为国民经济、科学技术和现代国防的发展作出过重要贡献。但PZT基压电陶瓷中P60含量约占原料总质量的70％，如果将含铅压电器件回收实施无公害处理，其所需成本将远高于当初器件的制造成本。钛酸铅也可应用于电子元件的基质材料，如高温正温度系数(PTC)热敏电阻元件。在高温PTCR材料组分中，多在BaTiO3陶瓷中引人Pb，使Pb2+取代Ba2+，形成(Ba,Pb)TiO3固溶体。二、无机非金属材料中的无铅化研究进展1、无铅玻璃目前的无铅玻璃主要包括无铅晶质玻璃、无铅光学玻璃、无铅真空玻璃和无铅接焊玻璃。7无铅晶质玻璃又称为水晶玻璃，被广泛用于各种高档的水具、

6、餐具、灯饰、首饰、艺术品等中。因为铅晶质玻璃具有较高的折射率和密度，并且声音清脆悦耳，所以被用于各种装饰产品。研制无铅晶质玻璃时，为了达到与铅晶质玻璃折射差不多的效果，最常见的做法是引入具有较高折射率的氧化物，像是。氧化蹄、氧化钡等。但是这些物质的透明度以及熔融温度等相对于铅化物来说又有很大的差距，所以利用这些物质生产出来的无铅晶质玻璃容易产生条纹等缺点。无铅电真空玻璃包括电光源、电子管、阴极射线管、显示器以及其他各类型的电子器件基片。在电光源、电子管常见的封接玻璃中，通常以低碱硼硅酸盐系统为基本的原料。对于阴极射线管，特别是对于清晰度要求较高的显像管，辐射的x射线随着电压的增

7、加而增强，为了达到防护的要求，在其玻璃材料中加入了较高的Pb0等重金属氧化物。显像管和投影管玻璃封接性能的要求也较高，通常为了达到其膨胀系数、电绝缘性、热性能，会在其原料中加入Pb0，因为其性能与铅化物的性能最为相似。无铅玻璃焊料常用于玻璃、陶瓷、金无铅玻璃焊料常用于玻璃、陶瓷、金属、铁氧体等材料相互熔封时，分为非结晶焊料和结晶焊料。无7铅非结晶焊料玻璃通常按焊接部件膨胀系数的大小采用不同类型的玻璃成分系统。像是SiO2-B2O2-RO-R2O系统，主要是为了降低玻璃的软化点，B2O2-Zn