很多人對(duì)鈦白粉(TiO2)并不陌生，我們的日常生活中，鈦白粉屢見不鮮，涂料、化妝品、橡膠等都有它的身影。鈦白粉(TiO2)，學(xué)名二氧化鈦，陶瓷行業(yè)也是鈦白粉的重要應(yīng)用領(lǐng)域，陶瓷級(jí)鈦白粉具有純度高、粒度均勻、折射率高，優(yōu)良的耐高溫性，以及不透明度高、涂層薄、重量輕等的特性，被廣泛應(yīng)用于陶瓷、建筑、裝飾等材料中。同時(shí)二氧化鈦在陶瓷應(yīng)用中可做“將”可做“兵”，神通廣大。
一、主料：二氧化鈦陶瓷
1、二氧化鈦介電陶瓷
二氧化鈦有三種晶型，即金紅石、銳鈦礦和板鈦礦，在電子陶瓷中金紅石型TiO2是制造高介電常數(shù)的陶瓷電容器、微晶活性材料鈦酸鹽電壓電陶瓷的主要原料。TiO2有非常好的介電性能，從產(chǎn)業(yè)化的角度來看，其很常見并且價(jià)格便宜，有推廣使用價(jià)值，作為微波介質(zhì)陶瓷的一種是有可觀的應(yīng)用前景的。
從表中可知，三種晶型以金紅石的性能穩(wěn)定，工業(yè)中使用多?？墒荰iO2的缺點(diǎn)也是顯而易見的：溫度系數(shù)高(約450ppm/℃)，燒結(jié)溫度較高達(dá)(1500℃)，為此不少專家在做著低溫?zé)Y(jié)的研究，很多問題待解決。
2、二氧化鈦抗菌陶瓷
近年來，國內(nèi)外在光催化型抗菌材料領(lǐng)域發(fā)展迅速，納米TiO2是一種非常好的光催化抗菌材料，具有光催化活性高、穩(wěn)定性好、對(duì)人體無害、成本低等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用到抗菌陶瓷行業(yè)，可以保持原有陶瓷使用功能，還具有良好的抗沖擊性、耐磨性和耐酸堿的性能，能有效殺滅與人體接觸時(shí)殘留的大腸桿菌以及其他有害細(xì)菌，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
日本是研究開發(fā)抗菌陶瓷的國家，日本TOTO公司在1993年開發(fā)了光催化抗菌陶瓷。在基礎(chǔ)釉中加入二氧化鈦，二氧化鈦等光觸媒劑作為一種半導(dǎo)體，在大于其帶隙能含有紫外線的光照射條件下，二氧化鈦等光觸媒劑不僅可以完全降解環(huán)境中的有害有機(jī)物生成二氧化碳和水，還可以除去大氣中低濃度的氮氧化物NOx和含硫化合物硫化氫、二氧化硫等有毒氣體。若在二氧化鈦中摻雜銀系離子可以提高殺菌功效。
相對(duì)國外不少發(fā)達(dá)國家抗菌陶瓷已投放市場(chǎng)的情況，我國雖有成果報(bào)道和少量產(chǎn)品上市，但是要讓抗菌陶瓷真正大規(guī)模走入市場(chǎng)還需要在技術(shù)層面與產(chǎn)品成本上進(jìn)行突破。
3、二氧化鈦多孔陶瓷 目前煙氣脫硝市場(chǎng)中，蜂窩式和板式的脫硝催化劑是目前商業(yè)上常用的，但是這兩種催化劑處理煙氣主要依靠濃度差擴(kuò)散到孔壁表面，擴(kuò)散速率慢，這個(gè)缺點(diǎn)是無法滿足我國的環(huán)保要求的。
以二氧化鈦為主要原料，玻璃纖維為增強(qiáng)劑，淀粉為造孔劑，利用捏合機(jī)攪拌均勻，然后在含水量20%左右將混合料取出利用擠壓成形制出多孔陶瓷管，干燥一定時(shí)間后，在電爐620℃中燒成。
制備這種管式新型微觀結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷催化劑將處理的煙氣分割成無數(shù)細(xì)小氣流，極大的增大了催化反應(yīng)的表面積，進(jìn)而提高了脫硝效率。造孔劑含量增大能提高多孔氧化鈦陶瓷的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，含量達(dá)到45%時(shí)，多孔陶瓷管壁含有較大的氣孔，利于煙氣排出速率增大。
二、作為輔料，二氧化鈦在陶瓷中的應(yīng)用
1、二氧化鈦在立方氧化鋯陶瓷中的應(yīng)用
立方氧化鋯陶瓷主要運(yùn)用在固體氧化物燃料電池、氧傳感器、敏感元件、高溫導(dǎo)電材料等領(lǐng)域。與四方氧化鋯陶瓷相比，具有更好的高溫導(dǎo)電性能，但強(qiáng)度硬度相對(duì)較低，耐磨性較差。
Zr0.8Ce0.2O2陶瓷樣品中有二氧化鈦的添加，一方面與Zr0.8Ce0.2O2形成固液體，另一方面作為燒結(jié)助劑，可以有效抑制陶瓷晶粒異常生長(zhǎng)，形成許多小晶粒，從而晶界面積增大，而且不規(guī)則的晶界阻礙裂紋的擴(kuò)展，增強(qiáng)陶瓷基體的力學(xué)性能，有利于提高陶瓷材料的硬度。
2、二氧化鈦在可切削硅基陶瓷中的應(yīng)用 為提高瓷貼面修復(fù)體的強(qiáng)度，通常需要對(duì)瓷貼面修復(fù)體的表面進(jìn)行處理，如上釉或者拋光，但當(dāng)患者佩戴修復(fù)體后，修復(fù)體在受壓下可能引起粘接面裂紋變大，導(dǎo)致修復(fù)體失效。將含有不同比例的納米二氧化鈦的VM9飾瓷堆積在可切削陶瓷表面，依據(jù)上釉程度燒結(jié)，經(jīng)試驗(yàn)研究表明含0、2.5%、5%、7.5%、10%納米二氧化鈦的VM9飾瓷與可切削陶瓷試件匹配性較好，耐熱沖擊性能較好。
3、二氧化鈦在黑色氧化鋁中的應(yīng)用 黑色氧化鋁陶瓷具有良好的遮光性和較高的電阻率，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路的封裝管殼以及數(shù)碼管襯板。作為電子技術(shù)應(yīng)用的氧化鋁陶瓷，黑色著色劑或者色料的選擇不僅要保證瓷料顏色的黑度、質(zhì)地的致密，也必須保證瓷體的絕緣特性以及用作電子器件時(shí)所應(yīng)具備的其他性能。
二氧化鈦是一個(gè)很好的添加劑，它不僅能有利于黑色氧化鋁陶瓷的著色，降低黑色氧化鋁陶瓷的燒成溫度，而且能提高黑色氧化鋁陶瓷的體積電阻率。研究表明，加入2%的二氧化鈦，燒結(jié)溫度為1350℃，黑色氧化鋁陶瓷試樣的密度為3.7215g/cm3，體積電阻率達(dá)到1012Ω.m。
4、二氧化鈦在堇青石多孔陶瓷中的應(yīng)用 堇青石多孔陶瓷因具有體積密度小、熱膨脹系數(shù)低以及良好的抗熱震性能等優(yōu)點(diǎn)，在汽車尾氣凈化器載體，化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)載體，以及高溫?zé)煔膺^濾器等用途中獲得廣泛使用。隨著材料燒結(jié)溫度的下降以及氣孔率不斷增加，堇青石多孔陶瓷的力學(xué)性能有明顯下降趨勢(shì)，如何在高氣孔率條件下仍使材料具有較高的強(qiáng)度已成為堇青石多孔陶瓷研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
以二氧化鈦為燒結(jié)助劑，材料氣孔率、開氣孔率以及線收縮率沒有發(fā)生明顯變化，但材料的力學(xué)性能得到了明顯提高，壓縮強(qiáng)度值由3.23MPa提高到5.83MPa，提高幅度達(dá)到80%，這主要源于材料燒結(jié)性能的改善、孔徑尺寸的細(xì)化以及更為均勻的孔徑尺寸分布。其次無論是否加入二氧化鈦，材料的孔徑尺寸均呈單峰分布：二氧化鈦的加入，材料孔徑尺寸更為均勻。
