文章编号:1000-2278(2002)01-0009-08
常温远红外陶瓷粉和远红外日用陶瓷的研究
刘维良 骆素铭
日本英语怎么说(景德镇陶瓷学院)
摘 要
远红外日用陶瓷不仅对食物、饮料、水有活化作用，加速酒的发酵和成熟，而且对人体还具有保健功能。本研究采用液相法制备出纳米远红外陶瓷粉，把远红外陶瓷粉按适当比例掺入普通陶瓷釉浆中，制成常温下具有高效发射远红外线功能的日用陶瓷产品，如瓷碗、盘、茶杯、酒具等。采用XRD 分析其物相和SEM 观察其显微结构，结果表明，当远红外陶瓷粉在基釉中的添加量为10wt%时，可提高日用陶瓷釉面的光泽度和显微硬度，且釉面质量优良。经中国计量科学研究院测试，远红外陶瓷粉的的法向全辐射发射率为94%，远红外日用陶瓷的法向全辐射发射率达到83%以上。关键词 远红外陶瓷粉，远红外陶瓷釉，日用陶瓷中图法分类号:TQ174.1 文献标识码:A
STUDY ON NORMAL TEMPERATURE FAR -INFRARED CERAMIC
POWDERS AND DIALY -USED CERAMICS
Liu Weiliang Luo Suming (Jingdezhen Ceramics Institute)
Abstract
The far-infrared dialy-ud ceramics not only has effect of activation on food,drink,water and accelerating wine fer mentation,but also has the function of health care on body.Liquid pha method is adopted to prepare nanometer far-infrared radiating cera mic powders in this study,which can make into high-effect far-infrared radiating properties daily-ud ce ramic products at normal te mperature,such as bowl,plate,dish,cup,wine utensils,etc when added it into general cera mic glaze in the light of propriety proportion.Pha composition is analyzed by XRD and microstructure is obrved by SE M.The results show that the glossiness and microhardness of the dialy-ud ceramic glaze are improved,and the quality of glaze surface is of high quality when the addition quantity of far-infrared ceramic powders is 10wt%.After the installed test by China Metera ge Rearch Institute,the emissivity of far-infrared ceramic powders achieves 94%and the emissivity of far-infrared ceramic glaze achieves above 83%at normal temperature.
Keywords far-infrared cera mic powders,glaze,dialy-ud cera mics.
收稿日期:2001-10-08
作者简介：刘维良，景德镇陶瓷学院材料工程系教授,333001
第23卷第1期
2002年3月
陶瓷学报
JOURNAL OF CE RAMICS
Vol.23,No.1Mar.2002
1 前 言
众所周知，红外辐射与可见光、紫外线、X射线、 射线、微波、无线电波等一起构成了整个无限连续的电磁波谱。红外辐射的波长通常为0.76-1000 m，一般将波长为3-100 m称为远红外。 1 所谓常温，一般是指20-35 温度范围，但作为远红外线，通常是利用其光热转换功能效应，因此，日本学者阿六泽秀昭将常温范围定为25-150 ，相应中温为150-600 ，大于600 为高温。 2 具有远红外辐射性能的陶瓷粉体材料称为远红外陶瓷粉。对于中温以上远红外陶瓷粉体材料的研究与应用已有二十多年，主要是致力于含Mn、Cr、Cu、Fe、Co、Ni及其氧化、SiC等黑色陶瓷材料在干燥、加热方面的应用研究
、开发，例如应用于高温加热炉、金属热处理炉、石油加热炉、辐射加热器、烘干器等。近十年来，国外多致力于常温白色远红外陶瓷材料的研究与应用，国内陶瓷科技工作者也开始了这方面的研究工作。
与高温远红外辐射陶瓷相比，常温远红外陶瓷具有:(1)常温下辐射率一般可大于85%;(2)光热转换效率高，无需热源，可吸收环境热量尔后以远红外能量形式输出的特点；它是一种新型光热转换功能陶瓷材料。常温远红外陶瓷粉用途广泛，采用掺入和涂覆的方法，可应用于塑料、纺织、造纸、服装、医疗器械和陶瓷等方面。把远红外陶瓷粉掺入塑料母粒中，可以制成保鲜盒，还可以做成塑料膜，用于农作物地膜或保鲜袋等。把远红外陶瓷粉掺入到纺织纤维中，制成的织物在人体正常温度下自动调节吸取人体周围和自身的辐射能量，发射出对人体有益的远红外线，从而激发人体组织细胞的活力，改善微循环，促进新陈代谢，加速乳酸分解，消除疲劳，提高免疫力，从而达到对人体保健作用。 3 把远红外陶瓷粉作为原料，按照普通陶瓷生产工艺，制成远红外陶瓷球，用于节油、节能系统，效果良好，特别是用于汽车节油系统，不仅节油，而且还可以减少汽车尾气等有害气体的排放，减少环境污染。把远红外陶瓷粉掺入普通陶瓷釉中，按常规施釉方法，把远红外陶瓷釉浆施在坯体上，经烧成后，可制成具有发射远红外线功能的陶瓷制品。这种陶瓷制品的主要功能有：具有广谱高效杀灭细菌作用；对地食物、饮料、水具有活化作用，使食物和饮料味道鲜美，对水还可以清除杂质，提高水的保健作用，可以加速酒的发酵和成熟，并可消除酒的异味，提高酒的档次。
随着人们生活水平的提高和保健意识的增强，人们逐渐把目光转向常温远红外陶瓷制品这类健康型 绿色陶瓷 产品。我国自90年代开始进行常温远红外陶瓷材料的研究，取得了初步进展，开发了部分制品。如远红外辐射搪瓷 电热膜 4 和远红外辐射加热器等 5 。但是，未见有关常温下高效远红外日用陶瓷产品研制的报导。本研究研制出一种常温高效纳米远红外陶瓷粉和远红外日用陶瓷产品。
燕窝的禁忌
2 实 验
2.1 实验原材料
ZrOCl2 8H2O,Al(NH4)(SO4)2，氨水，工业纯
MgCl2,SiCl4,TiCl4,YCl3,PdCl3,Span-60,Tween-60,O.P,PEG,CMC,MgO,ZrO2,Al2O3,SiO2,TiO2,Y2O3, Pd2O3，化学纯.
实验用普通日用瓷坯料及基釉均由景德镇陶瓷股份有限公司提供。
坯式为:
0.1526K2O
0.0424Na2O
0.0239CaO
0.0552MgO
0.9959Al2O3
0.0041Fe2O3
5.472SiO2
基釉的釉式为:
0.1204K2O
0.0489Na2O
0.4578CaO
0.3729MgO
0.5249Al2O3
0.0039Fe2O3
4.7316SiO2
2.2 实验配方
(1)液相共沉淀法制备远红外陶瓷粉的配方如表1所示。
(2)固相合成法制备远红外陶瓷粉的配方如表2所示。
(3)远红外日用瓷釉配方如表3所示。
2.3 工艺流程
(1)液相共沉淀法制备工艺
配料 溶解 加表面活性剂 共沉淀 过滤水洗 脱水处理 干燥 气流粉碎 性能检测 备用
(2) 固相合成法工艺
配料称量 球磨混合 高温合成 磨细 过筛 性能检测 备用
(3) 远红外日用陶瓷样品制备工艺
表1 液相共沉淀法制备远红外陶瓷粉的配方
Table1 The formulation of far-infrared ceramic powders by liquid pha codeposition method
配方号MgCl2ZrOCl 8H2O AlNH4(SO4)2SiCl4TiCl4YCl3PdCl3 F11239695771 1.730.08 F2123969577100 F31226585795 2.60.16
表2 固相合成法制备远红外陶瓷粉配方
Table2 The formulati on of far-infrared ceramic powders by solid pha syn thesis
配方号MgO ZrO2Al2O3SiO2TiO2Y2O3Pd2O3 F451530203020.1 F551530203000 F451025204030.2
表3 远红外日用瓷釉的配方
Table3 The formulation of far-infrared dialy-ud ceramic glaze
配方号配比(wt%)试验号配比(wt%)
A11基釉+5%F1A41基釉+5%F4贺年
A12基釉+10%F1A42基釉+10%F4
A13基釉+15%F1A43基釉+15%F4
A14基釉+20%F1A44基釉+20%F4
A21基釉+5%F2A51基釉+5%F5
A22基釉+10%F2A52基釉+10%F5
A23基釉+15%F2A53基釉+15%F5
A24基釉+20%F2A54基釉+20%F5
A31基釉+5%F3A61基釉+5%F6
A32基釉+10%F3A62基釉+10%F6
A33基釉+15%F3A63基釉+15%F6
A34基釉+20%F3A64基釉+20%F6
普通日用瓷基釉
远红外陶瓷粉
球磨混合远红外釉浆施釉上釉素坯烧成样品
2.4 性能测试
探密
(1)远红外陶瓷粉体的粒度分布和平均粒度测定按GB/T13221-91,X-射线小角散射法，在冶金部北京钢铁研究总院测试了采用液相共沉淀法制备的配方F1试样的粒度分布。采用ST-03型比表面测试分析仪测试各配方远红外陶瓷粉的比表面积，并计算出其平均粒径。
(2)采用法向全辐射发射率检定校准系统，按NI M -06-03-2000操作规范，在中国计量科学研究院测定了远红外陶瓷粉和远红外日用瓷釉的法向全辐射发射率。用标准黑体法向全辐射亮度比较方法测量，比较用红外辐射计响应波长范围为2-18 m，样品温度为80 ，量值可溯源到常温黑体辐射标准。
(3)采用KYKY-1000B型扫描电镜观察远红外陶瓷粉的颗粒形貌和远红外日用瓷的坯釉结合形貌。采
图1 直方分布图
Fig.1 The stralight square distribution figure
用Y-4型X-射线衍射仪分析远红外陶瓷粉的相组成。采用SS-75型光电光泽计与HX-244型显微硬度计测定釉面光泽度和显微硬度。
3 结果与讨论
3.1 制备工艺对远红外陶瓷粉颗粒尺寸和形貌的影
响
采用X-光小角散射法：对配方号F1的测试结果如表4和图1所示。实验仪器:3014X光衍射光谱仪 Kratky小角测角仪，射线:COKa。
采用ST-03型比表面积分析测试仪测定远红外陶瓷粉(配方号F1-F6)的结果如表5所示
本研究采用纳米粒子制备技术中液体处理方法之一：共沉淀法，由于在采用静电机制和空间位阻机制控制沉淀反应的基础上，在干燥前引入表面活性剂S.T. O实施脱水处理工艺，通过脱去凝胶表面由吸附水、结构配位水和非架桥羟基等组成的 水膜 ，控制了在干燥和煅烧过程中硬团聚体的形成，从而制备出纳米级远红外陶瓷粉。而用固相合成法制备远红外陶瓷粉工
表4 X光小角散射的测试结果
Table4 The testing results of s mall angle X-ray scattering
粒度间隔(nm)相对分布频度重量百分数(wt%)累积百分数(wt%) 1~1016.7 1.6 1.6秦始皇的名字
10~2043.5 4.5 6.1
20~3061.7 6.412.5
30~40687.119.6
40~607812.131.7
60~8010020.952.6
80~12037.916.569.1
120~16036.715.384.4
160~22012.98.192.5
220~28011.97.5100
500字作文大全平均粒度D=97.8(nm)
表5 远红外陶瓷粉比表面积的测试结果
Table5 The specific surface area testing results of far-infrared ceramic powders
配方号比表面积(m2/g)平均粒径(nm)配方号比表面积(m2/g)平均粒径(nm) F119.096F40.1610700
F221.481F50.1412200
F320.088F60.1214200
(a)配方F1 (b)配方F4
图2 远红外陶瓷粉的SE M照片
Fig.2 SEM photographes of far-infrared ceramic powders
表6 样品的法向全辐射发射率( n)测试结果
Table6 The normal radiation properties testing results of samples
配方号法向全辐射发射率( n)配方号法向全辐射发射率( n) F10.93F40.82
F20.82F50.78
F30.94F60.83
表7 在1mm3体积中粒子数与总表面积值读书诗词
T able7 The particle number and the total surface in1mm3volume
正立方体棱长1mm3体积中粒子数单个粒子表面积总表面积1mm1个6mm26mm2
1 m109个6 10-6mm26 103mm2
1nm1018个6 10-12mm6 106mm2
圆柱的表面积怎么算艺是：经900-1300 煅烧后，球磨20小时。这种制备工艺获得的远红外陶瓷粉平均粒径为10-15 m。采用扫锚电镜观察其颗粒形貌，液相共沉淀法制备的远红外陶瓷粉的颗粒呈球形，如图2(a)所示，固相合成法制备的远红外陶瓷粉体的颗粒呈多棱形(如图2(b)所示)。
3.2 远红外陶瓷粉的细度对远红外辐射性能的影响
把不同配方和不同工艺制备的远红外陶瓷粉分别用胶混合均匀后粘贴在60 60m m铝板上，粘贴厚度为
1mm，样品加热到80 ，测定样品法向全辐射发射率，其结果如表6所示
从表4、表5、图1、图2可以看出，液相共沉淀法与固相合成法制备的远红外陶瓷粉比较显著不同点是：用液相共沉淀法制备的远红外陶瓷粉颗粒很细，达到纳米级。而且颗粒大小均匀，呈球形。细小均匀的远红外陶瓷粉对光的吸收很大，根据基尔霍夫定律，在相同温度和相同入射波长条件下，物体的吸收率( )等于物体的发射率( )，即 = 。因此，粒度越小，红外辐射发射率越高。
另外，用液相共沉淀法制备的远红外陶瓷粉总表
