一種遠紅外陶瓷材料的製備方法
2023-05-04 04:50:01 3
專利名稱：一種遠紅外陶瓷材料的製備方法
技術領域：
本發明屬於紅外輻射材料技術領域，特別涉及一種遠紅外陶瓷材料的製備 方法。
背景技術：
紅外加熱與乾燥對於國民經濟各個部門都是必不可少的。據估計，僅物料
乾燥一項的能量消耗，約佔發達國家燃料消耗量的10%-15%。因此，在目前面臨 世界性節能及我國在大力倡導節能減排的情況下，發展高效的加熱乾燥技術， 對國民經濟的發展具有十分重要的意義。
紅外輻射陶瓷是指在紅外波段具有高發射率或特徵發射率的無機材料。紅 外加熱與乾燥就是利用許多物質易於吸收紅外線的特點，通過紅外輻射陶瓷將
熱能轉變為紅外輻射能量，直接輻射到被加熱物體上，引起分子共振，迅速升 溫，從而達到快速加熱與乾燥的目的。因此，它具有熱效率高、能耗小、被幹 燥產品質量好和佔地少等特點。隨著紅外輻射陶瓷加熱器及紅外輻射塗料及相 關技術設備的發展，己在如烘漆行業、紡織行業、印刷行業、塑料行業、建材 行業、金屬行業、橡膠行業、農業等生產領域中得以應用。
紅外輻射技術發展的實質就是要研究得到足夠強度的紅外輻射，其核心是 研製高輻射率的材料，中國專利[90102915]公開了一種多晶礦化黑陶瓷遠紅外 輻射發射材料，其特徵是由鉻鐵礦、鈦鐵礦、鋯英砂礦物原料中一種或一種以 上組成，或由9 0 % (重量)這三種礦物原料中二種或二種以上輔以1 0 % (重 量)化工原料組成。紅外發射率可達0.90,但是中國專利[92100843]指出其原 料混合後塑性差、燒結後與原坯大相逕庭，成鐵渣裝；中國專利[92100843]及 美國專利[3585390]提供一種紅外輻射材料，粉狀原料中以鋯英砂為主，添力口氧 化鐵、氧化鉻、氧化鈷等金屬氧化物，再加入粘土，經成型、燒結得到陶瓷成 品，在波長大於5Mm的波段有較高發射率，缺點是氧化物不易與其他坯料分散均 勻，且過量粘土的添加降^^了紅外發射率；現有高發射率紅外材料多為氧化物 經1100-120(rC溫度卞煅燒、破碎後，添加到堇青石、莫來石等體系中得到複合 陶瓷，可以得到高輻射率陶瓷，缺點是氧化物燒結溫度高，破碎困難，很難與 其他原料混合均勻，且工藝複雜。在各類陶瓷製備過程中，經常添加有機添加 劑提高坯料的可塑性及坯體的強度，但僅僅是為了改善坯料的性能。
發明內容
本發明通過有機物把金屬鹽直接分散到陶瓷坯體裡，使原料分散均勻，經 高溫燒結可以提高製品紅外發射率，同時有機物的添加可以增加坯料的可塑性、 易於可塑成型，增強成形後坯體的乾燥強度，提高成品率，即起到原料分散均 勻，增加塑性的雙重作用，可以有效解決上述的陶資坯體成型困難，原料預燒 工藝複雜等問題。
本發明的具體步驟為
(1 )將質量百分含量為5 ~ 50%的金屬硝酸鹽在水中溶解、混合均勻，加入 到有機物的水溶液中，有機物的加入量為上述物質質量的0. 1 ~ 20% ，攪拌0. 5 ~ 2小時；
(2 )將步驟(1 )所得料與質量百分含量為50 ~ 95%的矽酸鋯、堇青石、莫 來石、鈦鐵礦、鉻鐵礦和碳化矽中的一種或多種混合，得到混合物，外加質量 百分含量為混合物質量5 ~ 30%的粘土混合均勻，球磨混合；
(3) 將步驟(2)所得料經脫水、練泥，陳腐後，經壓制或可塑成型成燈狀、管 狀、板狀等，在空氣中於60 80。C烘2 12小時，然後120'C供幹12-48小時；
(4) 將步驟(3)所得料在矽鉬爐中於1150 140(TC保溫0. 5~ 3小時燒結， 隨爐冷卻，可獲得遠紅外陶瓷。
上述金屬硝酸鹽為Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Cr、 Ti、 Al、 Zr、 Mg的中一種或 多種金屬的硝酸鹽，金屬硝酸鹽可以用硫酸鹽、卣化物或醋酸鹽替代；上述有 機物為澱粉、聚乙烯醇及其他溶於水或熱水的有機物。
本發明採用一般工業設備，工藝簡單，有利於陶瓷工業化生產；不僅顯著 增加坯料的塑性，成形後坯體的乾燥強度，提高成品率，同時能有效的提高紅 外輻射率。
具體實施例方式
實施例1:
(1 )將10g硝酸鐵、硝酸錳、硝酸鈷按氧化鐵、氧化錳、氧化鈷質量比8 : 1.5: 0. 5配比，在水中溶解、混合均勻，加入到0. 3g的聚乙烯醇的水溶液中， 用磁力攪抨器攪拌0.5小時；
(2 )將(1)所得料與60g矽酸鋯，10g鈦鐵礦，20g粘土球磨2小時混合
均勻；
(3)將(2)所得料脫水後陳腐24小時，經可塑成型成板狀，在烘箱中70。C烘4小時，然後120'C烘乾24小時；
(4)將將(3)所得料置於矽鉬爐中，130(TC保溫2小時燒結，隨爐冷卻， 可獲得紅外陶瓷材料。
實施例2:
(1) 將1Qg硝酸鐵、硝酸鉻、硝酸鎳按氧化鐵、氧化鉻、氧化鈷質量比6: 2: 2配比，在水中溶解、混合均勻，加入到0. lg的聚乙烯醇的水溶液中，用磁 力攪拌器攪拌l小時；
(2) 將(1)所得料與50g矽酸鋯，10g粘土球磨2h混合均勻；
(3) 將(2)所得料脫水後陳腐24小時，經可塑成型，在烘箱中8CrC烘2 4 小時，然後12(TC烘乾24小時；
(4) 將(3)所得料置於矽鉬爐中，125(TC保溫2小時燒結，隨爐冷卻，可 獲得紅外陶瓷材料。
權利要求
1.一種遠紅外陶瓷材料的製備方法，其特徵主要在於具體步驟為(1)將質量百分含量為5～50％的的金屬硝酸鹽在水中溶解、混合均勻，加入到有機物的水溶液中，有機物的加入量為上述物質質量的0.1～20％，攪拌0.5～2小時；(2)將步驟(1)所得料與質量百分含量為50～95％的矽酸鋯、堇青石、莫來石、鈦鐵礦、鉻鐵礦和碳化矽中的一種或多種混合，得到混合物，外加質量百分含量為混合物質量5～30％的粘土混合均勻，球磨混合；(3)將步驟(2)所得料經脫水、練泥，陳腐後，經壓制或可塑成型成燈狀、管狀、板狀等，在空氣中於60～80℃烘2～12小時，然後120℃烘乾12～48小時；(4)將步驟(3)所得料在矽鉬爐中於1150～1400℃保溫0.5～3小時燒結，隨爐冷卻，可獲得遠紅外陶瓷。
2. 如權利要求l所述的製備方法，其特徵在於所述金屬硝酸鹽為Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Cr、 Ti、 Al、 Zr、 Mg中一種或多種金屬的硝酸鹽，金屬硝酸鹽可 以用石克酸鹽、卣化物或醋酸鹽替代。
3. 如權利要求l所述的製備方法，其特徵在於所述有機物為澱粉、聚乙烯 醇及其他溶於水或熱水的有機物。
全文摘要
本發明公開了一種遠紅外陶瓷材料的製備方法。將金屬硝酸鹽溶於有機物水溶液中再引入到材料的製備過程中，起到原料分散均勻，增加塑性的雙重作用。具體製備過程為將金屬硝酸鹽溶液分散到有機物的水溶液中，將得到的混合液加入到紅外陶瓷配料裡，然後，經混料、脫水、成形、乾燥、燒成工序製備成高效紅外輻射陶瓷材料。金屬硝酸鹽可以用硫酸鹽、滷化物或醋酸鹽替代。本發明通過有機物把金屬鹽直接分散到陶瓷坯體裡，使原料分散均勻，經高溫燒結可以提高製品紅外發射率，同時可以增加坯料的塑性、增強坯體的乾燥強度，提高成品率。本發明無需特殊設備，工藝簡單，有利於陶瓷的工業化生產。
文檔編號C04B35/64GK101215169SQ20081000246
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月1日 優先權日2008年1月1日
發明者吳伯麟, 楊淑金 申請人:桂林工學院