專利名稱：：輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及陶瓷材料，特別涉及一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：紫砂制品，又稱"紫砂器"、"紫砂陶"或"紫砂"，由特殊陶土制成。紫砂是一種鐵質(zhì)粘土質(zhì)粉砂巖，內(nèi)含水云母、高嶺土、石英、云母屑、鐵質(zhì)等礦物成份；主要化學(xué)成分有氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化錳、氧化鉀、氧化鈉等；顏色有紫、綠、紅、黃、黑等色；統(tǒng)稱紫砂泥。紫砂是數(shù)億年前地球內(nèi)部經(jīng)物理化學(xué)反應(yīng)后形成的礦巖石，一般在地表幾十米以下。紫砂獨(dú)特的化學(xué)組成、礦物組成、顆粒組成，使其具備了特殊的可塑性和透氣性。紫砂泥生坯強(qiáng)度高，干燥后收縮??；手感滋潤不粘手，是生產(chǎn)各種器物造型和高難度產(chǎn)品的理想材料。紫砂可單獨(dú)燒制成器，紫砂中含鐵、硅量較高，又含有一定量的砂粒，燒制后多呈紫紅色，故稱"紫砂"。紫砂泥經(jīng)燒制后形成了殘留石英、云母殘骸，莫來石、赤鐵礦、雙重氣孔等物相，其結(jié)晶多而玻璃相少，使紫砂制品具有冷熱均衡不易炸裂、透氣性好等優(yōu)點(diǎn)，泡得出好茶，具有優(yōu)異的工藝與實用雙重功能。中國紫砂是中華民族的瑰寶，用紫砂做成的紫砂壺泡茶，隔夜仍有香氣，茶葉不餿，千余年來是人們公認(rèn)的最好茶具。世界上紫砂只有在中國的蘇南宜興地區(qū)出產(chǎn)，量少而貴。自明清后，宜興紫砂藝人不斷制作開發(fā)，加上上海、臺灣等專家對紫砂的研究，紫砂產(chǎn)品越來越多，功能也越發(fā)顯現(xiàn)，每年可產(chǎn)生數(shù)十億元的產(chǎn)值，深受全世界人們的喜愛。電氣石(Tourmaline)是一個具附加陰離子、絡(luò)陰離子或水的具^6018]環(huán)的環(huán)狀基型硅酸鹽礦物族，根據(jù)化學(xué)成分的不同，又分為四類1、鎂鐵鋰電氣石(Dravite誦schorl-elbaite)，其化學(xué)組成為Na(MgFeLiAl)3Al6[Si6018][B03]3(OH,0,F)4;2、鈉錳電氣石(Tsilaisite)，其化學(xué)組成為NaMn3Al6[Si6018][B03]3(OH)4;3、鈣鎂電氣石(Uvite),其化學(xué)組成為CaMg4Al5[Si6018][B03]3(OH)4;4、布格電氣石(Buergerite)，其化學(xué)組成為NaFe3Al6[Si6018][B03]303F。電氣石是地球礦產(chǎn)中唯一同時具有壓電效應(yīng)和熱電效應(yīng)的一種礦物，微粉狀的電氣石存在正極和負(fù)極。當(dāng)外界環(huán)境變化，如光照射、溫度變化、與水接觸等，其電氣性能表現(xiàn)尤為突出。電氣石的主要功能為(1)釋放負(fù)離子，負(fù)離子又稱為"空氣的維他命"，具有調(diào)整人體離子平衡、使人身心放松、活化細(xì)胞、提高自然治愈力等作用，并能抑制身體的氧化或老化；(2)電解水，電氣石在與水接觸時會產(chǎn)生微弱電流，對水產(chǎn)生電分解作用，使水變成口感更佳、對人體健康更為有益的弱堿性(PH值在7.4左右)水；(3)使水的大分子團(tuán)變?yōu)樾》肿訄F(tuán)，水中的分子并非單獨(dú)存在，而是相互結(jié)合為水分子團(tuán)，自來水中的水分子團(tuán)含13個左右的水分子，純水中水分子團(tuán)含10個左右的水分子，經(jīng)電氣石處理后的水中的水分子團(tuán)含6-7個水分子，一般而言，小分子團(tuán)水對人體更為有益，因此在日本小分子團(tuán)水被稱為"能量水"；(4)放射遠(yuǎn)紅外線，遠(yuǎn)紅外線能夠滲透到身體深層部位，溫暖細(xì)胞，促進(jìn)血液循環(huán)，使新陳代謝順暢，電氣石遠(yuǎn)紅外線放射力將近100%，數(shù)值較其它礦物高；(5)含有多種礦物質(zhì)，電氣石含有多種與人體所需要的礦物質(zhì)，與水接觸后能在水中釋放出鈣、鎂、鐵等礦物質(zhì)元素，對人體產(chǎn)生非常好的補(bǔ)充作用。電氣石用途很廣，除作為傳統(tǒng)的裝飾用首飾外，大量使用于半導(dǎo)體工業(yè)、醫(yī)藥、日用化工、紡織、保健品等?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展使電氣石在陶瓷材料方面又有不少振奮人心的新發(fā)明。電氣石紫砂制品是本申請專利發(fā)明人唐家生在2003年申請、2005年5月被國家專利局授權(quán)的發(fā)明專利(專利號ZL03141973.9)。該發(fā)明的電氣石紫砂制品保留了宜興紫砂陶瓷所有的實用性與工藝性，同時增加了電氣石的物理保健功能特性，并復(fù)合成新的高科技功能特性。用這種專利生產(chǎn)的電氣石紫砂壺或杯，對改變茶水性狀和提高人體健康水平起到了很大作用。用玻璃杯沖泡茶，一般第三次就無味，杯內(nèi)的茶多酚、氨基酸、維生素等營養(yǎng)物可溶性很少，隔夜就氧化不能喝，對茶葉是浪費(fèi)，對人營養(yǎng)作用較小。紫砂壺比玻璃杯能多沖泡二次，隔夜能喝，營養(yǎng)物也多些了。用電氣石紫砂壺沖泡茶，八次以上茶水都有香氣味，茶水中營養(yǎng)物很高、很好喝，能充分釋放茶葉與電氣石中的各種微量元素，調(diào)整人體電介質(zhì)平衡。在氣溫20'C時，茶水存放十天后都不會變質(zhì)。通過對一些人用5萬倍活體測血儀器進(jìn)行血液檢査，一般人使用三個月以上，其紅血球激活，氧化自由基修復(fù)或消除，人的免疫力大增，傷風(fēng)感冒大大減少或不發(fā)了，原患有慢性腸胃炎、便秘、咽喉炎、糖尿病等的病人都感到指標(biāo)降低了，這些都認(rèn)證了偏弱堿性水對人體是非常有作用的。但是該發(fā)明電氣石紫砂制品還存在比重較重、孔隙率不太高等問題，因而影響了其性能的進(jìn)一步提高，有待進(jìn)一步改善。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，就是為了提供一種性能更加優(yōu)異的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料，該材料由包括以下重量百分比份量的物質(zhì)混合燒制而成電氣石1%—25%;氫氧化鈣1%—4%;紫砂泥71%—98%。所述的電氣石的份量優(yōu)選5%_15%，氫氧化鈣的份量優(yōu)選1%—2%，紫砂泥的份量優(yōu)選83%—94%。上述輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料的制備方法，包括以下步驟A、原料準(zhǔn)備將電氣石粉碎至粒度為400-20000目，對紫砂泥進(jìn)行預(yù)處理，然后取上述電氣石粉1%—25%份量、紫砂泥71%—98%份量與氫氧化鈣1%—4%份量混合均勻；B、制坯取上述混合料加入適量的水，攪拌均勻后，灌注到模具內(nèi)陰干，制成坯料；C、燒制取出陰干后的坯料入窯燒制，燒制溫度控制在60(TC至1150'C之間，燒制時間控制在12至24小時之間，得到輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料。步驟A中所述的電氣石的份量優(yōu)選5%—15%，氫氧化鈣的份量優(yōu)選1%—2%，紫砂泥的份量優(yōu)選83%—94%。200810041318.9步驟C中所述的燒制溫度優(yōu)選控制在90(TC至IIO(TC之間，燒制時間優(yōu)選控制在14至20小時之間。在步驟B中，還可以根據(jù)材料需要加入少許輔料。本發(fā)明的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料在制作過程中，電氣石粉和氫氧化鈳的投入比例要適當(dāng)，少了不易發(fā)揮電氣石的功效，多了則影響材料的燒制成型。燒制溫度的控制也非常重要。宜興紫砂的傳統(tǒng)燒制溫度大都在120(TC-140(rC之間，而電氣石粉在IIO(TC以上就會發(fā)生變性而失去功效；紫砂泥在IIO(TC以下又很難燒制成型。因此，各種材料的搭配和燒制溫度要控制得好，否則型器會不成型或功效體現(xiàn)不出來。本發(fā)明的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料及其制品與在先發(fā)明的電氣石紫砂材料及其制品相比，材質(zhì)輕30-60%，用料大大節(jié)約，在水中釋放的負(fù)離子更多，發(fā)射的遠(yuǎn)紅外強(qiáng)度更大，使水分子團(tuán)變小和改變成弱堿性水的速度也更快。該材料及其制品產(chǎn)生對人體有益的鈣、鐵、鎂等礦物質(zhì)元素以及把水改變成軟水的速度都加快了，對水中有害的化學(xué)殘留物消除也明顯增快。由于本發(fā)明輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料的表面、內(nèi)在都呈孔隙型，用于水處理時接觸水的面積成倍放大，也更容易穿過或過濾水。經(jīng)專業(yè)檢測單位在氣溫20'C時對自來水(原水)進(jìn)行檢測，用本發(fā)明輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料處理24小時后，水中對人體有害的化學(xué)殘留物氧化還原電位ORP(mv)下降50%(—般自來水指標(biāo)是300以上)，氨氮與亞硝酸鹽下降至零，溶解氧與電導(dǎo)率及pH值在原標(biāo)準(zhǔn)上都上升到最佳標(biāo)準(zhǔn)，能把自來水中的溶解氧提高2-3%，電導(dǎo)率提高20-30%，pH值升高l-2n/。。以上數(shù)據(jù)證明輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料改變水的作用較大，能把一般自來水提高到對人和動植物都非常有益的功能水標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料不但對水有非常好的改變作用，同時對空氣也有改良作用，能吸附甲醛等有害有毒氣體，還能釋放負(fù)離子，抑菌抗菌，改善周圍的空氣環(huán)境。本發(fā)明輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料可以制成各種制品，包括各種形狀的水處理和空氣處理制品，如水處理陶粒、片，室內(nèi)空氣改良器具(如兼具裝飾功能的掛件等)，冰箱除臭片等。具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例1取10克粒徑為20000目的電氣石粉、10克氫氧化鈣與經(jīng)前期處理過的980克優(yōu)質(zhì)紫砂泥混合后，加入適量的水調(diào)配好，然后用手工或機(jī)械方法注入圓型模坯內(nèi)，陰干后取出，置溫控電爐或煤氣爐窯中，于60(TC燒制24小時，取出后修整，制得本發(fā)明的一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料。實施例2取250克粒徑為400目的電氣石粉、40克氫氧化鈣與經(jīng)前期處理過的710克優(yōu)質(zhì)紫砂泥混合后，加入適量的水調(diào)配好，然后用手工或機(jī)械方法注入圓型模坯內(nèi)，陰干后取出，置溫控電爐或煤氣爐窯中，于1100'C燒制14小時，取出后修整，制得本發(fā)明的一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料。實施例3取100克粒徑為1000目的電氣石粉、20克氫氧化鈣與經(jīng)前期處理過的880克優(yōu)質(zhì)紫砂泥混合后，加入適量的水調(diào)配好，然后用手工或機(jī)械方法注入圓型模坯內(nèi)，陰干后取出，置溫控電爐或煤氣爐窯中，于1000'C燒制18小時，取出后修整，制得本發(fā)明的一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料。實施例4取50克粒徑為10000目的電氣石粉、30克氫氧化鈣與經(jīng)前期處理過的920克優(yōu)質(zhì)紫砂泥混合后，加入適量的水調(diào)配好，然后用手工或機(jī)械方法注入圓型模坯內(nèi)，陰干后取出，置溫控電爐或煤氣爐窯中，于900'C燒制20小時，取出后修整，制得本發(fā)明的一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料。實施例5取150克粒徑為5000目的電氣石粉、20克氫氧化鈣與經(jīng)前期處理過的830克優(yōu)質(zhì)紫砂泥混合后，加入適量的水調(diào)配好，然后用手工或機(jī)械方法注入圓型模坯內(nèi)，陰干后取出，置溫控電爐或煤氣爐窯中，于115(TC燒制12小時，取出后修整，制得本發(fā)明的一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料。實施例6取45克粒徑為15000目的電氣石粉、15克氫氧化鈣與經(jīng)前期處理過的940克優(yōu)質(zhì)紫砂泥混合后，加入適量的水調(diào)配好，然后用手工或機(jī)械方法注入圓型模坯內(nèi)，陰干后取出，置溫控電爐或煤氣爐窯中，于950'C燒制19小時，取出后修整，制得本發(fā)明的一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料。經(jīng)上述方法制得的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料，從內(nèi)到外都布滿孔隙，使其總表面積大大增加。對改善水質(zhì)有多種功能，能增加水的營養(yǎng)物質(zhì)，同時排除氯氣及吸附水中有害物質(zhì)。這種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料可長期反復(fù)使用，在水中不會溶化與失去功能，在紫砂功能史上又增添了更高的標(biāo)準(zhǔn)，這對當(dāng)前重要的節(jié)水或城市用水在技術(shù)上是邁進(jìn)了一大步。本發(fā)明的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料，制成所需形狀的制品后，可放置在家庭觀賞魚缸內(nèi)或大型養(yǎng)殖池中改良水質(zhì)，使魚類生存環(huán)境改變，提高產(chǎn)量、抗病害能力加大，節(jié)約大量養(yǎng)殖成本，深受專業(yè)養(yǎng)殖人士喜愛(本產(chǎn)品已經(jīng)上海水產(chǎn)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院與中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所在海月水母養(yǎng)殖應(yīng)用試驗中驗證)。用該材料制成的圓片還可放置在燒水壺中，在燒水過程中分解水中有害物質(zhì)，釋放對人體有利的微量礦物元素及調(diào)節(jié)pH值等各項指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)實惠，被大家公認(rèn)為水寶。用這種材料處理過的水灌溉植物，植物枝大葉綠、長勢喜人。給動物喝，動物生長良好、抗病力強(qiáng)、體重增加快。用這種材料放入鋁壺中燒水，水涼后飲用，自來水變成了礦水味，洗臉后皮膚舒適光滑美麗。本發(fā)明的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料，制成適當(dāng)形狀后放入冰箱內(nèi)，利用冰箱內(nèi)冷空氣的流動推進(jìn)該材料的負(fù)離子釋放，使冰箱內(nèi)處于抗菌無異味的狀態(tài)中，對冰箱內(nèi)食物保鮮度和衛(wèi)生大大提高，是家庭主婦非常喜愛的新穎清潔用品。用這種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料直接或微雕后放置在家庭客廳墻上，對分解吸附室內(nèi)香煙、煙霧氣和其它異味很有效果，同時增加室內(nèi)負(fù)離子含量，保護(hù)人體健康，是一種全新的建筑裝飾性材料。以下是澳大利亞生物工程公司對經(jīng)本發(fā)明的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料處理過的水所作的水質(zhì)實驗報告送檢單位上海大實新型材料科技有限公司送檢樣品①電氣石紫砂發(fā)泡方塊②電氣石紫砂發(fā)泡圓片實驗?zāi)康?要求測定電氣石紫砂發(fā)泡材料處理水質(zhì)的效果說明書第7/8頁實驗設(shè)備JPB-60J型測角儀，50410RP計量器，5022電導(dǎo)率計量表，PHB-3pH計量表，P04Test，N02Test，N03Test，NH4+NH3Test計量器。實驗過程將電氣石紫砂發(fā)泡方塊和圓片沖洗干凈分別放入3公斤自來水的水桶中浸泡，一天后再分別檢測并對自來水原水作對比檢測。結(jié)果如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>化驗結(jié)果電氣石紫砂發(fā)泡方塊、紫砂發(fā)泡圓片在自來水中隨時間的延長對溶解氧和電導(dǎo)率等指標(biāo)明顯上升，對氨氮和亞硝酸鹽等指標(biāo)有明顯下降作用，尤其對氧化還原電位下降更明顯，說明電氣石紫砂發(fā)泡材料對改善水質(zhì)和提高水的功能有較好的作用。澳大利亞生物工程公司2008年5月15日以下是澳大利亞生物工程公司對經(jīng)本發(fā)明的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料處理過的水所作的水質(zhì)分析報告送檢單位上海大實新型材料科技有限公司送檢樣品①電氣石紫砂發(fā)泡方塊②電氣石紫砂發(fā)泡圓片實驗?zāi)康?要求測定電氣石紫砂發(fā)泡材料處理水質(zhì)的效果實驗設(shè)備JPB-60J型測角儀，50410RP計量器，5022電導(dǎo)率計量表，PHB-3PH計量表，P04Test，N02Test，N03Test,NH4+NH3Test計量器。實驗過程將電氣石紫砂發(fā)泡方塊和圓片沖洗干凈分別放入魚缸內(nèi)浸泡，一天后再分別檢測，并對原魚缸內(nèi)的水體作對比檢測。結(jié)果如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>化驗結(jié)果經(jīng)對原魚缸內(nèi)的水體進(jìn)行對比測試，24小時后水質(zhì)變化明顯，電氣石紫砂發(fā)泡方塊和圓片對水的pH值、02(ppm)、電導(dǎo)率都有明顯的提高，ORP、P04、N02、N03、NH4+NH3等都有明顯的減少，證明對水的功能作用良好。澳大利亞生物工程公司2008年5月5日權(quán)利要求1.一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料，其特征在于，該材料由包括以下重量百分比份量的物質(zhì)混合燒制而成電氣石1％-25％；氫氧化鈣1％-4％；紫砂泥71％-98％。2.如權(quán)利要求l所述的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料，其特征在于所述的電氣石的份量優(yōu)選5%_15%，氫氧化鈣的份量優(yōu)選1%—2%，紫砂泥的份量優(yōu)選83%—94%。3.如權(quán)利要求l所述的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟A、原料準(zhǔn)備將電氣石粉碎至粒度為400-20000目，對紫砂泥進(jìn)行預(yù)處理，然后取上述電氣石粉1%—25%份量、紫砂泥71%—98%份量與氫氧化鈣1%—4%份量混合均勻；B、制坯取上述混合料加入適量的水，攪拌均勻后，灌注到模具內(nèi)陰干，制成坯料；C、燒制取出陰干后的坯料入窯燒制，燒制溫度控制在600'C至1150'C之間，燒制時間控制在12至24小時之間，得到輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料。4.如權(quán)利要求3所述的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料，其特征在于步驟A中所述的電氣石的份量優(yōu)選5%—15%，氫氧化鈣的份量優(yōu)選1%—2%，紫砂泥的份量優(yōu)選83%—94%。5.如權(quán)利要求3所述的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料，其特征在于步驟C中所述的燒制溫度優(yōu)選控制在卯(TC至IIOO'C之間，燒制時間優(yōu)選控制在14至20小時之間。全文摘要本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料及其制備方法，該材料由包括以下重量百分比份量的物質(zhì)混合燒制而成電氣石1％-25％；氫氧化鈣1％-4％；紫砂泥71％-98％。本發(fā)明的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料具有質(zhì)輕、孔隙率高的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并因此既具有電氣石紫砂固有的高科技保健功能，又具有巨大的表面積，可充分接觸水和空氣，以充分發(fā)揮其對水和空氣的改性處理作用。本發(fā)明的輕質(zhì)發(fā)泡電氣石紫砂材料可制成各種形狀大小尺寸的制品，使用面廣、方便實用、功能性強(qiáng)。文檔編號C04B33/13GK101638314SQ200810041318公開日2010年2月3日申請日期2008年8月1日優(yōu)先權(quán)日2008年8月1日發(fā)明者唐家生申請人:上海大實新型材料科技有限公司