硫化锌是白色粉末。具有良好的化学稳定性和耐碱性,遇酸放出硫化氢(臭鸡蛋!)。可做白色颜料使用。作为颜料的颜料代码为:C.I. Pigment White 7(缩写P.W.7)。硫化锌颜料摩氏硬度低,质地柔软(比钛白粉软),加工时对机器金属的磨损小,大大延长加工机械的使用寿命。
下图是硫化锌颜料的光谱反射率曲线,表明这种颜料在可见光的短波长区有明显反射。也就是说,硫化锌在近紫外光区(小于400nm)对光吸收比钛白粉少,所以色相比钛白粉要蓝(可以对比钛白粉的光谱反射率曲线看看他们的区别),特别是与荧光增白剂共用可制得白度和亮度极佳的颜色。
▲硫化锌的光谱反射率曲线
▲钛白粉的光谱反射率曲线
2 硫化锌的折射率
折射率2.36左右。(折射率高,其散射光的能力强,表现出遮盖力高)
钛白粉折射率2.55~2.73。(可以对比塑料的折射率——聚碳酸子PC:1.58、ABS:1.56)也就是说硫化锌的遮盖力只有钛白粉的60~65%左右。
其实折射率会随着温度的变化而变化,一般来说,温度越高,折射率会增高。随意对于透明或半透物体颜色,温度越高,颜色越不透。
3 硫化锌的阻燃性
可用ZnS替代部分或全部三氧化二锑。
作为白色颜料,显示出明亮的色调,大约相当于60%的二氧化钛(钛白粉)的增白能力。以ZnS作为阻燃剂,可节省的加入量二氧化钛(钛白粉),而且又无毒性。
4 硫化锌的透红外
硫化锌晶体是一种重要的红外透过材料,在中红外和远红外区域光学性能良好。
采用化学汽相沉积方法制备的ZnS晶体在 8~12μm(8000~12000nm)的远红外区域透过曲线平稳,透过率可达73%以上,但在 3~5 μm(3000~5000nm)区域透过率开始下降,特别是在可见光区域(380~780nm)透过率迅速下降,透过性能变差,抛光后用肉眼能观察到晶体内部呈现云雾状态,这导致晶体在可见光区透过性能差。
实验发现,这类晶体经后处理后,其内部结构缺陷可以减少或消除,若在生长过程中严格控制工艺条件,结构虽有所改善,但完全透明则需要通过后处理方式来实现。
硫化锌晶体用作红外探测器的窗口,一般直径18~30mm,厚度1~3mm,有些工艺生产出的大直径硫化锌窗片用在大、中功率的红外探测器上。
4 硫化锌的荧光效果
硫化锌在光线的照射下,就会隐隐约约射出浅绿色的荧光。如果在晶体硫化锌中加入微量的Cu(铜),Mn(锰),Ag(银)做激活剂,可以发出不同颜色的荧光。
荧光的发光机理跟颜色发色原理是类似的,都是电子吸收光照能量而跃迁。
不同的是荧光材料吸收的是紫外光,而其他颜料是吸收可见光。所以荧光材料只有在紫外灯下才能看到颜色,而一般颜料在可见光底下就可以看见颜色。