專利名稱：一種遠(yuǎn)紅外陶瓷材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外輻射材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種遠(yuǎn)紅外陶瓷材料的制備 方法。
背景技術(shù)：
紅外加熱與干燥對于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門都是必不可少的。據(jù)估計(jì)，僅物料
干燥一項(xiàng)的能量消耗，約占發(fā)達(dá)國家燃料消耗量的10%-15%。因此，在目前面臨 世界性節(jié)能及我國在大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的情況下，發(fā)展高效的加熱干燥技術(shù)， 對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)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(fā)射率或特征發(fā)射率的無機(jī)材料。紅 外加熱與干燥就是利用許多物質(zhì)易于吸收紅外線的特點(diǎn)，通過紅外輻射陶瓷將
熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榧t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(dá)到快速加熱與干燥的目的。因此，它具有熱效率高、能耗小、被干 燥產(chǎn)品質(zhì)量好和占地少等特點(diǎn)。隨著紅外輻射陶瓷加熱器及紅外輻射涂料及相 關(guān)技術(shù)設(shè)備的發(fā)展，己在如烘漆行業(yè)、紡織行業(yè)、印刷行業(yè)、塑料行業(yè)、建材 行業(yè)、金屬行業(yè)、橡膠行業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中得以應(yīng)用。
紅外輻射技術(shù)發(fā)展的實(shí)質(zhì)就是要研究得到足夠強(qiáng)度的紅外輻射，其核心是 研制高輻射率的材料，中國專利[90102915]公開了一種多晶礦化黑陶瓷遠(yuǎn)紅外 輻射發(fā)射材料，其特征是由鉻鐵礦、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(fā)射率可達(dá)0.90,但是中國專利[92100843]指出其原 料混合后塑性差、燒結(jié)后與原坯大相徑庭，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(jīng)成型、燒結(jié)得到陶瓷成 品，在波長大于5Mm的波段有較高發(fā)射率，缺點(diǎn)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(fā)射率；現(xiàn)有高發(fā)射率紅外材料多為氧化物 經(jīng)1100-120(rC溫度卞煅燒、破碎后，添加到堇青石、莫來石等體系中得到復(fù)合 陶瓷，可以得到高輻射率陶瓷，缺點(diǎn)是氧化物燒結(jié)溫度高，破碎困難，很難與 其他原料混合均勻，且工藝復(fù)雜。在各類陶瓷制備過程中，經(jīng)常添加有機(jī)添加 劑提高坯料的可塑性及坯體的強(qiáng)度，但僅僅是為了改善坯料的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過有機(jī)物把金屬鹽直接分散到陶瓷坯體里，使原料分散均勻，經(jīng) 高溫?zé)Y(jié)可以提高制品紅外發(fā)射率，同時(shí)有機(jī)物的添加可以增加坯料的可塑性、 易于可塑成型，增強(qiáng)成形后坯體的干燥強(qiáng)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(yù)燒 工藝復(fù)雜等問題。
本發(fā)明的具體步驟為
(1 )將質(zhì)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(jī)物的水溶液中，有機(jī)物的加入量為上述物質(zhì)質(zhì)量的0. 1 ~ 20% ，攪拌0. 5 ~ 2小時(shí)；
(2 )將步驟(1 )所得料與質(zhì)量百分含量為50 ~ 95%的硅酸鋯、堇青石、莫 來石、鈦鐵礦、鉻鐵礦和碳化硅中的一種或多種混合，得到混合物，外加質(zhì)量 百分含量為混合物質(zhì)量5 ~ 30%的粘土混合均勻，球磨混合；
(3) 將步驟(2)所得料經(jīng)脫水、練泥，陳腐后，經(jīng)壓制或可塑成型成燈狀、管 狀、板狀等，在空氣中于60 80。C烘2 12小時(shí)，然后120'C供干12-48小時(shí)；
(4) 將步驟(3)所得料在硅鉬爐中于1150 140(TC保溫0. 5~ 3小時(shí)燒結(jié)， 隨爐冷卻，可獲得遠(yuǎn)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(jī)物為淀粉、聚乙烯醇及其他溶于水或熱水的有機(jī)物。
本發(fā)明采用一般工業(yè)設(shè)備，工藝簡單，有利于陶瓷工業(yè)化生產(chǎn)；不僅顯著 增加坯料的塑性，成形后坯體的干燥強(qiáng)度，提高成品率，同時(shí)能有效的提高紅 外輻射率。
具體實(shí)施例方式
實(shí)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(zhì)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(shí)；
(2 )將(1)所得料與60g硅酸鋯，10g鈦鐵礦，20g粘土球磨2小時(shí)混合
均勻；
(3)將(2)所得料脫水后陳腐24小時(shí)，經(jīng)可塑成型成板狀，在烘箱中70。C烘4小時(shí)，然后120'C烘干24小時(shí)；
(4)將將(3)所得料置于硅鉬爐中，130(TC保溫2小時(shí)燒結(jié)，隨爐冷卻， 可獲得紅外陶瓷材料。
實(shí)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(zhì)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(shí)；
(2) 將(1)所得料與50g硅酸鋯，10g粘土球磨2h混合均勻；
(3) 將(2)所得料脫水后陳腐24小時(shí)，經(jīng)可塑成型，在烘箱中8CrC烘2 4 小時(shí)，然后12(TC烘干24小時(shí)；
(4) 將(3)所得料置于硅鉬爐中，125(TC保溫2小時(shí)燒結(jié)，隨爐冷卻，可 獲得紅外陶瓷材料。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)紅外陶瓷材料的制備方法，其特征主要在于具體步驟為(1)將質(zhì)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(jī)物的水溶液中，有機(jī)物的加入量為上述物質(zhì)質(zhì)量的0.1～20％，攪拌0.5～2小時(shí)；(2)將步驟(1)所得料與質(zhì)量百分含量為50～95％的硅酸鋯、堇青石、莫來石、鈦鐵礦、鉻鐵礦和碳化硅中的一種或多種混合，得到混合物，外加質(zhì)量百分含量為混合物質(zhì)量5～30％的粘土混合均勻，球磨混合；(3)將步驟(2)所得料經(jīng)脫水、練泥，陳腐后，經(jīng)壓制或可塑成型成燈狀、管狀、板狀等，在空氣中于60～80℃烘2～12小時(shí)，然后120℃烘干12～48小時(shí)；(4)將步驟(3)所得料在硅鉬爐中于1150～1400℃保溫0.5～3小時(shí)燒結(jié)，隨爐冷卻，可獲得遠(yuǎn)紅外陶瓷。
2. 如權(quán)利要求l所述的制備方法，其特征在于所述金屬硝酸鹽為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(quán)利要求l所述的制備方法，其特征在于所述有機(jī)物為淀粉、聚乙烯 醇及其他溶于水或熱水的有機(jī)物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種遠(yuǎn)紅外陶瓷材料的制備方法。將金屬硝酸鹽溶于有機(jī)物水溶液中再引入到材料的制備過程中，起到原料分散均勻，增加塑性的雙重作用。具體制備過程為將金屬硝酸鹽溶液分散到有機(jī)物的水溶液中，將得到的混合液加入到紅外陶瓷配料里，然后，經(jīng)混料、脫水、成形、干燥、燒成工序制備成高效紅外輻射陶瓷材料。金屬硝酸鹽可以用硫酸鹽、鹵化物或醋酸鹽替代。本發(fā)明通過有機(jī)物把金屬鹽直接分散到陶瓷坯體里，使原料分散均勻，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)可以提高制品紅外發(fā)射率，同時(shí)可以增加坯料的塑性、增強(qiáng)坯體的干燥強(qiáng)度，提高成品率。本發(fā)明無需特殊設(shè)備，工藝簡單，有利于陶瓷的工業(yè)化生產(chǎn)。
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(yōu)先權(quán)日2008年1月1日
發(fā)明者吳伯麟, 楊淑金 申請人:桂林工學(xué)院