[发明专利]一种纳米级远红外陶瓷粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米级远红外陶瓷粉，特别涉及一种高效红外陶瓷粉体的制备方法，属于功能材料制造领域。

背景技术

远红外陶瓷粉是由无机矿物、非金属氧化物和金属氧化物制造而成，红外辐射技术发展的实质就是研究得到足够强度的红外辐射，其核心是研制高辐射率的材料，材料的红外辐射是因其粒子振动引起偶极矩变化而产生的。根据振动对称性选择定则：粒子振动时的对称性越低，偶极矩的变化就越大，其红外辐射就越强。由于陶瓷材料是由多原子组成的大分子结构的物质，多原子在振动过程中易改变分子的对称性而使偶极矩发生变化，因此，许多陶瓷材料都具有较高的辐射率，由此，近年来红外辐射陶瓷材料越来越受到人们的广泛重视，从国内外研究情况来看，前苏联、美国、日本及西欧一些学者在二十世纪60、70年代就对一些具有优良辐射特性的化合物单晶如SiO₂SiC、Fe₂O₃、TiO₂等氧化物的透射光谱、反射光谱及辐射特性进行了较为细致的理论研究，但实用型的红外辐射陶瓷材料的开发与应用则直到二十世纪70、80年代才真正开始。二十世纪80年代以来，材料学家们提出了一种全新的红外辐射陶瓷的设计思想—材料复合的思想，即在单元组分材料基础上，设计多相复合材料，利用各相优势互补，使材料性能有了重大突破，从而扩大了红外辐射陶瓷材料的应用范围。

1982年到1988年，日本学者高岛广夫等人研究了Mn-Fe-Co-Cu氧化物系陶瓷辐射材料，其基本配方如下：Fe₂O₃ 80％，MnO₂ 15％，CoO 5％，MnO₂ 80％，CoO 10％，CuO 10％，MnO 60％，Fe₂O₃ 20％，CoO 10％，CuO 10％。这类材料从短波到长波都有极高的光谱发射率，全发射系数大于0.90，其红外辐射特性接近黑体，故有“黑陶瓷”之称，掺50％的堇青石再烧结，其发射率基本不变。

1987年，武汉工业大学的潘儒宗等人探讨了以莫来石为基质，添加适当的过渡元素氧化物外加剂，研制优质红外辐射材料的途径，并对红外辐射特性及添加剂提高红外辐射率的机理进行了分析。

1988年，英国Harbert Beven公司与欧澳多国联营，推出一种以SiC为基加了防老化剂的涂料。

1989年，吉林大学原子与分子物理研究所的杨钧等人对锰铁钴铜氧化物陶瓷及其复合体的红外与热力学性质进行了研究，说明锰铁钴铜氧化物陶瓷材料具有优越的宽波段红外比辐射率，添加适量长石或粘土还可进一步改善其热力学性质。

一种麦饭石远红外粉，由麦饭石和远红外石料按一定比例配合，经粉碎、烧结制备成，其中含有多种金属氧化物和非金属氧化物，常温下能发射出8～18微米波长的远红外线，可用于塑料、复合材料制品、食品保鲜等，能净化空气、消除异味，多用于医疗保健用品材料。

1990年，南京航空学院材料工程系的周建初等人研究了以Fe₂O₃、MnO₂为基的陶瓷，在2.5～5μm波段有很高的热发射率。

1992年中科院地球化学研究所姜泽春等人详细研究了尖晶石矿物的热辐射性质，指出铁系尖晶石的辐射率在尖晶石类矿物中是最大的，特别是钒钦磁铁矿有很高的辐射率。

1998年，饶瑞等人对Fe₂O₃-堇青石系红外辐射陶瓷的结构与性能进行了研究。

2000年，欧阳德刚等人研究了过渡金属氧化物系烧结辐射粉体基料不同组份含量和不同添加成分对其微观结构与辐射性能的影响关系，并探讨了红外辐射的机制。

通常的制备工艺过程如下：原料处理→配料→混合→煅烧→粉碎→红外粉体。