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采用沉淀法制备超细ZnO粉体,通过添加表面活性剂来控制ZnO粉体的粒径分布宽、易团聚问题。结果表明：表面活性剂对ZnO粉体的晶粒尺寸和粒径分布有显著影响。聚乙二醇2000(PEG-2000)和吐温80(Tw-80)的分散性能优于十二烷基苯磺酸钠(DBS)。在npEG2000:nZn2+=1:30,nTw-80:nZn2+=1:20的条件下能制备出晶粒尺寸为20nm左右的ZnO粉体,并且采用PEG-2000能够得到粒径分布较窄的ZnO粉体。
以Zni(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O为原料采用共沉淀法制备了Al掺杂ZnO(ZAO)超细粉体。结果表明：一定量Al+进入ZnO晶格中,替代晶格中Zn2+的位置,不会产生第二物相,但Al3+的掺入对晶格常数和晶粒尺寸有明显的影响。ZnO导电粉体的电阻率是由Al3+进入ZnO晶格的量来决定,随着Al掺杂量的增大,粉体样品电阻率减少；当Al掺杂量为2％(Al3＋与Zn2+摩尔比)时,粉体电阻率最小。当Al掺杂量继续增加,达到其在ZnO晶格中的最大固溶度时,多余的Al在ZnO晶粒表面沉积,在高温下形成尖晶石相化合物ZnAl2O4,粉体电阻率回升。探讨了工艺参数对ZAO粉体电阻率的影响,得出较优的制备ZAO粉体的工艺条件:Al掺杂量为2％,1300℃下煅烧2h,粉体电阻率为1.79×102Ω·cm。
以Zn(NO3)2·6H2O和Zr(NO3)4·5H2O为原料采用共沉淀法制备了zr掺杂ZnO(ZZO)超细导电粉体。Zr4+半径与Zn2+半径相近,当Zr掺杂量较低时,Zr4+以替位原子的形式占据了Zn2+的位置,同时产生二个自由电子,随着Zr掺杂量的增加,粉体样品的电阻率下降,Zr掺杂量为1％(Zr4+与Zn2+摩尔比)时粉体电阻率最小,为8.07×102Ω·cm。Zr4+半径较Al3+大,引起ZnO晶格常数的发生较大的变化。当Zr掺杂量达到其在ZnO晶格中的最大固溶度后,多余的Zr会向晶界或粒子表面偏析、富集,导致晶格内Zr含量降低,粉体的电阻率有变大的趋势。
采用钛酸酯偶联剂NDZ-311w对导电性ZAO粉体进行表面预处理,以丙烯酸乳液为成膜物质,制备了环保型复合抗静电涂料。将其喷涂于陶瓷表面,形成抗静电涂层。研究了ZAO粉体填料含量、防沉剂用量、固化工艺参数(温度和时间)对复合涂料抗静电性能的影响,优化各工艺参数制备出表面电阻在107～108Ω范围内的复合涂层,涂层外观光滑平整,附着力好,达到了陶瓷表面抗静电的要求。