Оксид цинка представляет собой неорганическое соединение с формулой Zn , O . ZnO – это белый порошок, нерастворимый в воде, и он широко используется в качестве добавки во многих материалах и продуктах, включая каучуки, пластмассы, керамику, стекло, цемент, смазочные материалы, краски, мази, клеи, герметики, пигменты, продукты питания , батареи, ферриты, антипирены и ленты для оказания первой помощи. Хотя это происходит естественным образом в виде минерального цинкита , большая часть оксида цинка производится синтетически.
оксид цынка является широкозонным полупроводником группы полупроводников II-VI . Нативное легирование полупроводника из-за вакансий кислорода или междоузлий цинка имеет n-тип. Этот полупроводник обладает несколькими благоприятными свойствами, включая хорошую прозрачность, высокую подвижность электронов , широкую запрещенную зону и сильное свечение при комнатной температуре . Эти свойства ценны в новых применениях для: прозрачных электродов в жидкокристаллических дисплеях , энергосберегающих или теплозащитных окон и электроники в виде тонкопленочных транзисторов и светодиодов .
Механические свойства
ZnO является относительно мягким материалом с приблизительной твердостью 4,5 по шкале Мооса . Его упругие постоянные меньше, чем у соответствующих полупроводников III-V, таких как GaN . Высокая теплоемкость и теплопроводность, низкое тепловое расширение и высокая температура плавления ZnO выгодны для керамики. Оптический фонон E2 в ZnO демонстрирует необычно большое время жизни 133 пс при 10 К.
Было установлено, что среди тетраэдрически связанных полупроводников ZnO имеет самый высокий пьезоэлектрический тензор или, по крайней мере, один сравнимый с тензором GaN и AlN . Это свойство делает его технологически важным материалом для многих пьезоэлектрических применений, которые требуют большой электромеханической связи.
Приложения
Применения порошка оксида цинка многочисленны, и основные из них приведены ниже. В большинстве приложений используется реакционная способность оксида в качестве предшественника других соединений цинка. В области материаловедения оксид цинка обладает высоким показателем преломления , высокой теплопроводностью, связующими, антибактериальными и УФ-защитными свойствами. Следовательно, он добавляется в материалы и продукты, включая пластмассы, керамику, стекло, цемент, резину, смазочные материалы, краски, мази, адгезивы, герметики, производство бетона , пигменты, продукты питания, батареи, ферриты, антипирены, и т. д.
Производство резины
От 50% до 60% ZnO используется в резиновой промышленности. Оксид цинка наряду со стеариновой кислотой используется при вулканизации каучука. Добавка ZnO также защищает резину от грибков (см. Применение в медицине) и ультрафиолетового излучения.
Керамическая промышленность
Керамическая промышленность потребляет значительное количество оксида цинка, в частности, в композициях керамической глазури и фритты. Относительно высокая теплоемкость, теплопроводность и стабильность при высокой температуре ZnO в сочетании со сравнительно низким коэффициентом расширения являются желательными свойствами при производстве керамики. ZnO влияет на температуру плавления и оптические свойства глазури, эмали и керамических составов. Оксид цинка, как низкое расширение, вторичный флюс улучшает эластичность глазурей, уменьшая изменение вязкости в зависимости от температуры и помогает предотвратить образование трещин и дрожание. При замене ZnO на BaO и PbO теплоемкость уменьшается, а теплопроводность увеличивается. Цинк в небольших количествах улучшает развитие блестящих и блестящих поверхностей. Тем не менее, в умеренных и высоких количествах, это производит матовые и кристаллические поверхности. Что касается цвета, цинк оказывает сложное влияние