能衰減和吸收電磁波的吸波寶石及制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種能衰減和吸收電磁波的吸波寶石及制造方法，該吸波寶石包括以下組份及配比：60~70重量份的三氧化二鐵、5~15重量份的氧化亞鎳、16~24重量份的氧化鋅、3~6.8重量份的氧化銅、0.1~0.5重量份的三氧化二鉍、0.1~0.3重量份的五氧化二釩、0.1~0.2重量份的五氧化二鈮和0.1~0.5重量份的三氧化二鈷。該吸波寶石對(duì)30MHz～3GHz（兩個(gè)十倍頻程寬）頻率范圍內(nèi)的電磁波有較強(qiáng)的衰減吸收能力，其范圍在-5～-18dB，可單獨(dú)加工獨(dú)立制成產(chǎn)品，亦可與其他材料配合，鑲嵌于日用品、工藝品、藝術(shù)品、手表、皮帶等的表面，或做成精美首飾，既可用于人體局部防輻射，也可為人們的生活增添美感，是現(xiàn)代科技和藝術(shù)的完美結(jié)合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】能衰減和吸收電磁波的吸波寶石及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本本發(fā)明涉及吸波寶石，更具體地說(shuō)，涉及一種能衰減和吸收電磁波的吸波寶石及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，所有日常家用、辦公用的電子電器產(chǎn)品和設(shè)備都存在電磁輻射污染，這些電磁輻射對(duì)生活和工作環(huán)境產(chǎn)生的污染主要在30MHz~3GHz之內(nèi)，對(duì)人體產(chǎn)生潛在危害。然而，目前市場(chǎng)上未見(jiàn)有既可以用于人體輻射防護(hù)，又可以做成精美首飾，為人們的生活增添美感的用品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能衰減和吸收電磁波的吸波寶石及制造方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種吸波寶石材料，其包括以下組份及配比:6(T70重量份的三氧化二鐵、5~15重量份的氧化亞鎳、16~24重量份的氧化鋅、3飛.8重量份的氧化銅、0.r0.5重量份的三氧化二鉍、0.r0.3重量份的五氧化二釩、
0.r0.2重量份的五氧化二鈮和0.r0.5重量份的三氧化二鈷。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的 另一個(gè)方面，提供一種吸波寶石材料的制造方法，其包括以下步驟:
[0006]Al:將6(T70重量份的三氧化二鐵、5~15重量份的氧化亞鎳、16~24重量份的氧化鋅、3飛.8重量份的氧化銅、0.r0.5重量份的三氧化二鉍、0.r0.3重量份的五氧化二釩、
0.f0.2重量份的五氧化二鈮和0.f0.5重量份的三氧化二鈷加入主要由I重量份的濃度為9%型號(hào)為24-28的聚乙烯醇、0.8重量份的分散劑A-15和0.005重量份的消泡劑構(gòu)成的輔助材料以得到混合材料；
[0007]A2:在砂磨機(jī)中通過(guò)研磨將所述混合材料進(jìn)行均勻混合，其中，混合材料與磨球和水的重量比為1: 8~10: r1.5 ；
[0008]A3:將混合均勻后的混合材料進(jìn)行噴霧干燥；
[0009]A4:在溫度為80(T930°C的條件下，將噴霧干燥后的混合材料通過(guò)回轉(zhuǎn)窯預(yù)燒30^45分鐘，以得到所述吸波寶石材料。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種吸波寶石，其使用所述的吸波寶石材料制成。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種吸波寶石的制造方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0012]B1:將所述吸波寶石材料進(jìn)行粉碎造粒，以得到粒徑大小為0.r0.5mm和含水量為0.r0.3%的顆粒材料；
[0013]B2:將所述顆粒材料進(jìn)行成型處理，以獲得密度為3.2^3.4克/cm3的生坯；
[0014]B3:在溫度為100(ni80°C的條件下，將所述生坯燒結(jié)4小時(shí)以得到預(yù)定形狀和尺寸的吸波寶石。
[0015]B4:通過(guò)以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)對(duì)所述吸波寶石進(jìn)行精加工:切割、雕刻、鉆孔、打磨和拋光等與人造寶玉石相同或相似的加工方法。
[0016]在本發(fā)明所述的方法中，經(jīng)由精加工的吸波寶石外形為多切割面或圓弧面并且其外觀晶瑩光滑黑亮或彩亮。[0017]在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟BI包括以下步驟:
[0018]Bll:將所述吸波寶石材料進(jìn)行研磨粉碎，以得到粒徑為0.7^0.8 μ m的粉碎材料；
[0019]B12:按固含量為f 1.2%的比例，在粉碎材料中加入I重量份的濃度為9%型號(hào)為24-28的聚乙烯醇，通過(guò)噴霧造粒機(jī)進(jìn)行造粒，從得到粒徑大小為0.1-0.5mm和含水量為
0.1-0.3%的所述顆粒材料。
[0020]在本發(fā)明所述的方法中，在所述步驟Bll中，通過(guò)砂磨機(jī)或振動(dòng)球磨機(jī)進(jìn)行研磨粉碎，其中，所述吸波寶石材料與水的重量比為1: 0.5、.7。
[0021]在本發(fā)明所述的方法中，在所述步驟Β2中，將所述顆粒材料裝入坯件模具中，并使用粉末成型壓機(jī)制成所述生坯。
[0022]在本發(fā)明所述的方法中，在所述步驟Β3中，在隧道窯內(nèi)對(duì)所述生坯進(jìn)行燒結(jié)。
[0023]實(shí)施本發(fā)明的能衰減和吸收電磁波的吸波寶石及制造方法，具有以下有益效果:該吸波寶石對(duì)30MHz~3GHz頻段的電磁波有良好的衰減、吸收能力,其范圍在_5~_18dB。另外，還具有與天然寶石相似的尖晶石微觀晶相結(jié)構(gòu)，硬度6~8.5級(jí),密度最聞達(dá)到5.8g/cm3，結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)硬，外觀晶瑩黑亮，手感光滑清爽；無(wú)毒、耐磨、抗腐蝕，適用寶玉石的加工方法，可單獨(dú)加工或與其他材料配合，鑲嵌于日用品之中或做成精美首飾，既可用于人體局部防輻射，也可為人們的生活增添美感，是現(xiàn)代科技和藝術(shù)的完美結(jié)合。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0025]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的帶有吸波寶石的裝飾件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的帶有吸波寶石的裝飾件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例的帶有吸波寶石的裝飾件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明第四實(shí)施例的帶有吸波寶石的裝飾件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]本發(fā)明的吸波寶石材料主要包括以下組份及配比:60-70重量份的三氧化二鐵、5^15重量份的氧化亞鎳、16~24重量份的氧化鋅、3飛.8重量份的氧化銅、0.1-0.5重量份的三氧化二鉍、0.1-0.3重量份的五氧化二釩、0.1-0.2重量份的五氧化二鈮和0.1-0.5重量份的三氧化二鈷?？梢岳斫獾?，在具體的使用過(guò)程中，根據(jù)需求還可靈活添加其它微量元素的氧化物。另外，可通過(guò)上述的吸波寶石材料制成吸波寶石。
[0031]其中，三氧化二鐵采用RUTHNER工藝制作，其含有0.1-0.3%的氯根。該材料在預(yù)燒工藝時(shí)，有微量氯根未揮發(fā)，與配方中的氧化鋅生成氯化鋅，而氯化鋅的揮發(fā)溫度在5000C ^7500C。在此燒結(jié)溫度區(qū)段時(shí)，氯化鋅揮發(fā)形成煙霧，經(jīng)特殊工藝處理，使部分附著在坯件表面起到助熔劑的作用，使人造寶石外表層(0.1-0.3mm)晶粒迅速增長(zhǎng)到20-25 μ m。氯化鋅氣體無(wú)法進(jìn)入坯件內(nèi)部。坯件內(nèi)的微量元素五氧化二釩、五氧化二鈮仍起到抑制晶粒增長(zhǎng)的作用，而三氧化二鉍起到降低燒結(jié)溫度和晶粒細(xì)化、均勻的作用，坯件內(nèi)部的晶粒尺寸為3飛μπι。三氧化二鈷起到調(diào)節(jié)材料的矯頑力和磁晶各向異性的作用，使材料對(duì)電磁波有較大的衰減吸收性能和較寬的衰減吸收頻段。
[0032]該吸波寶石的表面晶粒大，有利于外表經(jīng)打磨拋光后，得到單晶體的效果，黑亮反光晶瑩，具有特別的美感；而內(nèi)部晶粒細(xì)化、均勻、致密、氣孔率小，使吸波寶石具有良好的物理特性:密度最高將近6g/cm3，摩氏硬度最高可達(dá)8.5級(jí)，機(jī)械強(qiáng)度能得到極大的改善，有利于精加工。
[0033]該吸波寶石材料的制造方法，主要包括以下步驟:
[0034]Al:將60-70重量份的三氧化二鐵、5~15重量份的氧化亞鎳、16~24重量份的氧化鋅、3飛.8重量份的氧化銅、0.1-0.5重量份的三氧化二鉍、0.1-0.3重量份的五氧化二釩、
0.1-0.2重量份的五氧化二鈮和0.1-0.5重量份的三氧化二鈷加入主要I重量份濃度為9%型號(hào)為24-28的聚乙烯醇、0.8重量份的分散劑Α-15 (優(yōu)選的，采用正辛醇)和0.005重量份的消泡劑構(gòu)成的輔助材料以得到混合材料；
[0035]Α2:在砂磨機(jī)中通過(guò)研磨將所述混合材料進(jìn)行均勻混合，其中，混合材料與磨球和水的重量比為1: 8~10: f 1.5，研磨時(shí)間為45-55分鐘。
[0036]A3:將混合均勻后的混合材料進(jìn)行噴霧干燥，干燥設(shè)備為噴霧干燥機(jī)，干燥后形成具有一定流動(dòng)性的粉料以便于預(yù)燒。
[0037]A4:在溫度為80(T93(TC的條件下，將噴霧干燥后的混合材料通過(guò)回轉(zhuǎn)窯預(yù)燒30^45分鐘，以得到吸波寶石材料。
[0038]得到該吸波寶石材料后，可使用該材料進(jìn)行吸波寶石的制作，其制作方法包括以下步驟:
[0039]B1:將吸波寶石材料進(jìn)行粉碎造粒，以得到粒徑大小為0.1-0.5mm和含水量為
0.1-0.3%的顆粒材料；具體地可以是Bll:將吸波寶石材料通過(guò)砂磨機(jī)或振動(dòng)球磨機(jī)進(jìn)行研磨粉碎，以得到粒徑為0.7、.Sym的粉碎材料；其中，所述吸波寶石材料與水的重量比為1: 0.5^0.7。然后Β12:按固含量為f 1.2%的比例，在粉碎材料中加入I重量份的濃度為9%型號(hào)為24-28的聚乙烯醇，通過(guò)噴霧造粒機(jī)進(jìn)行造粒，以得到具有預(yù)定粒徑大小范圍(優(yōu)選的，粒徑大小范圍為0.1-0.5mm)和預(yù)定含水量范圍的顆粒材料。
[0040]B2:將顆粒材料進(jìn)行成型處理，以獲得密度為3.2^3.4克/cm3的生坯，具體地，可以是將該顆粒材料裝入坯件模具中，并使用粉末成型壓機(jī)制成生坯。
[0041]B3:在溫度為100(Tll8(TC的條件下，在隧道窯內(nèi)將生坯燒結(jié)4小時(shí)以得到預(yù)定形狀和尺寸的吸波寶石。另外，將燒結(jié)后的產(chǎn)品加工到標(biāo)準(zhǔn)的厚度，在矢量網(wǎng)格分析儀上用微帶線方法測(cè)試，檢驗(yàn)其對(duì)電磁波的衰減吸收能力。
[0042]B4:通過(guò)以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)對(duì)所述人造寶石進(jìn)行精加工:切割、雕刻、鉆孔、打磨和拋光等與人造寶玉石相同或相似的加工方法。經(jīng)由精加工的吸波寶石的外形為多切割面或圓弧面并且其外觀晶瑩光滑黑亮或彩亮。另外，可與黃金、鉆石、白銀、玉石、寶石、水晶、珍珠、不銹鋼、合金鈦、陶瓷等材料配合，鑲嵌于日用品之上或做成精美首飾，既可用于人體的局部防輻射，也可為人們的日常生活增添美感。[0043]在一優(yōu)選實(shí)施例中，將65重量份的三氧化二鐵，13重量份的氧化亞鎳，19重量份的氧化鋅，3重量份的氧化銅，將0.25重量份的三氧化二鉍，0.15重量份的五氧化二釩，0.1重量份的五氧化二鈮，0.25重量份的三氧化二鈷，加入主要由型號(hào)為24-28，濃度為9%的聚乙稀醇，型號(hào)為A-15的0.8重量份的分散劑及0.005重量份的消泡劑構(gòu)成的輔助材料中。將上述原料放入砂磨機(jī)中進(jìn)行混合，混合漿料與磨球和水的重量比為1: 10: 1.5，混合時(shí)間50分鐘。
[0044]用噴霧干燥機(jī)將混合好的漿料進(jìn)行干燥處理，按所用噴霧干燥機(jī)的操作說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。根據(jù)混合料的重量調(diào)節(jié)噴霧干燥工藝參數(shù):進(jìn)口溫度450°C飛00°C，出口溫度900C ^120°C，將經(jīng)過(guò)砂磨后的混合均勻的漿料經(jīng)高壓泵打入霧化器，強(qiáng)行霧化，霧化于高溫500°C空氣中，干燥后形成具有一定流動(dòng)性的粉料以便于預(yù)燒。
[0045]將干燥后的粉料放入外熱式回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行預(yù)燒，按回轉(zhuǎn)窯的操作說(shuō)明進(jìn)行，溫度850°C，根據(jù)干燥后粉料的重量，調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)窯滾筒的轉(zhuǎn)速:3飛轉(zhuǎn)/分鐘，調(diào)節(jié)滾筒的傾角:7~9。，預(yù)燒時(shí)間35分鐘。
[0046]將預(yù)燒后的材料放入砂磨機(jī)中粉碎，料與水的比例為1: 0.65，加入0.15重量份的五氧化二釩，0.1重量份的五氧化二鈮，0.8重量份的分散劑，0.005重量份的消泡劑，粉碎后粒徑為0.75 iim，然后加入型號(hào)為24-28，濃度為9%的I重量份的聚乙稀醇，高速攪拌10分鐘。
[0047]將粉碎后的物料放入噴霧造粒機(jī)中造粒，按噴霧造粒機(jī)的操作說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。根據(jù)物料重量，適當(dāng)調(diào)整單位時(shí)間產(chǎn)量、噴霧角度、料漿噴射壓力、松裝密度和粉料水分含量等參數(shù)。最終的要求為松裝密度2.3g/cm3,水分含量0.3%，粒徑0.f 0.4mm的粒子占95%以上。
[0048]將所造的粒料裝入吸波寶石坯件模具，使用粉末成型壓機(jī)制成生坯準(zhǔn)備燒結(jié)。生坯密度3.2+0.2克/cm3。
[0049]坯件在遂道窯內(nèi)燒結(jié)，溫度1180°C，保溫4小時(shí)，最后制成有規(guī)定形狀和尺寸的吸
波寶石。
[0050]將燒結(jié)后的產(chǎn)品加工到適合測(cè)試儀器要求的厚度，在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上用微帶線方法測(cè)試，檢驗(yàn)其對(duì)電磁波的衰減吸收能力。要求對(duì)30MHz~3GHz頻段的電磁波有良好的衰減吸收能力，其范圍在-5~_18dB。表1為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的吸波寶石對(duì)30MHz~3GHz頻段的電磁波的最大衰減吸收損耗，從表1可以看出，其最大衰減吸收損耗均在-5~-18dB范圍內(nèi)。另外，表2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的吸波寶石的摩氏硬度的測(cè)試值，從表2的數(shù)據(jù)可以看出，該吸波寶石的摩氏硬度與石英相當(dāng)，甚至超過(guò)石英的硬度(例如樣品I)。
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種吸波寶石材料，其特征在于，包括以下組份及配比:60-70重量份的三氧化二鐵、5~15重量份的氧化亞鎳、16~24重量份的氧化鋅、3飛.8重量份的氧化銅、0.1~θ.5重量份的三氧化二鉍、0.1~0.3重量份的五氧化二釩、0.1~0.2重量份的五氧化二鈮和0.1~0.5重量份的三氧化二鈷。
2.一種吸波寶石材料的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: Al:將60-70重量份的三氧化二鐵、5~15重量份的氧化亞鎳、16~24重量份的氧化鋅、3飛.8重量份的氧化銅、0.1~0.5重量份的三氧化二鉍、0.1~0.3重量份的五氧化二釩、0.1~0.2重量份的五氧化二鈮和0.1~0.5重量份的三氧化二鈷加入主要由I重量份的濃度為9%型號(hào)為24-28的聚乙烯醇、0.8重量份的分散劑Α-15和0.005重量份的消泡劑構(gòu)成的輔助材料以得到混合材料； Α2:在砂磨機(jī)中通過(guò)研磨將所述混合材料進(jìn)行均勻混合，其中，混合材料與磨球和水的重量比為1: 8~10: 1~1.5 ； A3:將混合均勻后的混合材料進(jìn)行噴霧干燥； Α4:在溫度為80(T930°C的條件下，將噴霧干燥后的混合材料通過(guò)回轉(zhuǎn)窯預(yù)燒30-45分鐘，以得到所述吸波寶石材料。
3.一種吸波寶石，其特征在于，使用如權(quán)利要求1所述的吸波寶石材料制成。
4.一種如權(quán)利要求3所述的吸波寶石的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: B1:將所述吸波寶石材料進(jìn)行粉碎造粒，以得到粒徑大小為0.1~0.5mm和含水量為0.1~0.3%的顆粒材料； B2:將所述顆粒材料進(jìn)行成型處理，以獲得密度為3.2^3.4克/cm3的生坯； B3:在溫度為100(Tll8(rC的條件下，將所述生坯燒結(jié)4小時(shí)以得到預(yù)定形狀和尺寸的吸波寶石； B4:通過(guò)以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)對(duì)所述吸波寶石進(jìn)行精加工:切割、雕刻、鉆孔、打磨和拋光等與人造寶玉石相同或相似的加工方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，經(jīng)由精加工的吸波寶石外形為多切割面或圓弧面并且其外觀晶瑩光滑黑亮或彩亮。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟BI包括以下步驟: Bll:將所述吸波寶石材料進(jìn)行研磨粉碎，以得到粒徑為0.7^0.8mm的粉碎材料； B12:按固含量為f 1.2%的比例，在粉碎材料中加入I重量份的濃度為9%型號(hào)為24-28的聚乙烯醇，通過(guò)噴霧造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到粒徑大小為0.1~0.5mm和含水量為0.1~θ.3%的所述顆粒材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步驟Bll中，通過(guò)砂磨機(jī)或振動(dòng)球磨機(jī)進(jìn)行研磨粉碎，其中，所述吸波寶石材料與水的重量比為1: 0.5、.7。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟Β2中，將所述顆粒材料裝入坯件模具中，并使用粉末成型壓機(jī)制成所述生坯。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟Β3中，在隧道窯內(nèi)對(duì)所述生坯進(jìn)行燒結(jié)。
【文檔編號(hào)】C04B30/00GK103664127SQ201210325233
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】劉民憲, 曲長(zhǎng)云 申請(qǐng)人:深圳先聲科技發(fā)展有限公司