[发明专利]热释电材料与其制造方法，及由其所制成的高效热释电纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种热释电材料及其制造方法与应用产品，特别是涉及一种具有高效热释电效应的热释电材料与其制造方法，及由其所制成的高效热释电纤维。

背景技术

热释电效应是指极化强度随温度改变而表现出电荷释放现象，能产生热释电效应的物质称为热释电材料，热释电材料属于压电材料中的一类，为不具有对称中心且有特殊极性方向的晶体，虽然具有热释电效应的材料约有上千种，但广泛应用的只有十几种，例如硫酸甘氨酸(TGS)晶体及其同型晶体、铌酸锶钡(SBN)晶体、硫酸锂(LSH)和钽酸锂(LiTaO₃)晶体等，其他还有电气石晶体、PZT等压电陶瓷，以及PVF2等高分子薄膜也都属于热释电材料。

在各种热释电材料中，由于电气石具有下列特性而被广泛应用作为养生保健的产品：

(一)电气石在常温下能发射红外线的电磁波，且其波长范围与人体相接近，因此，可以借由电气石发射的红外线的热效应，产生激活生物大分子活性，改善循环与增强新陈代谢的作用。

(二)电气石本身存在自发永久偶极及一定强度的表面电场，其电场强度在晶体表面10μm处最高可达E=6.2×10⁶V/m，可以对周围空气中存在的水分子进行轻微电离,而持续产生H⁺和OH^－。其中，H⁺从电气石电极之间的微弱电流中得到电子，还原为氢气(H₂)，OH^－则与水分子结合形成空气负离子，相关化学反应如下:

H₂O→OH^－+H⁺………(1)

2H⁺+2e^－→H2↑………(2)

OH^－+nH₂O→OH^－+(H₂O)_n………(3)

借此，使电气石能够持续永久地释放负离子，负离子可用于清除人体内自由基、使人体体液呈弱碱性，以及改善空气品质。

(三)电气石的微弱电流，能引起人体的生物电效应，并达到促进新陈代谢、调节神经系统、循环系统，以及细胞膜与细胞内外体液的平衡调节等作用。

电气石晶体结构属于三方晶系，晶体属于C3v点群，具有单向极轴，其所有的压电常数d₃₁、d₃₂和d₃₃均为正值，具压电与热电性,但电气石的初级热释电性无法测到，通常所观察到的热释电性主要是由第二热释电性引起的，即电气石的热释电效应不是源于电气石自发极化的温度相关性，而是源于热膨胀引起的应变所导致的压电效应,故在室温下电气石晶体的自发极化值比一般热释电体小很多，约Ps=0.011μC/cm²，仅为BaTiO₃在室温下的饱和极化强度26μC/cm²的1/2400。此外，虽然电气石发射的波长范围涵盖人体或生物体产生的振动频率范围，但其对光波的激发频率与人体红外光子电磁波的震荡频率仍略有差距，因而无法产生高效的共振效应，也使其产生的红外线的激发与吸收效率仍未尽理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够强化热释电效应并与目的物产生共振的热释电材料。

于是，本发明热释电材料，包含一个热释电体基材。该热释电体基材为具有极性与磁性的材料经施加高压电场极化而获得。

本发明的热释电材料，是使该热释电体基材与一纳米金粒子原料相混合为一预混物后，再以交流电对该预混物施加高压电场极化。

本发明的热释电材料，是使该热释电体基材与一纳米碳管原料相混合为一预混物后，再以交流电对该预混物施加高压电场极化。

本发明的热释电材料，是使该热释电体基材与一纳米金粒子原料、一纳米碳管原料相混合为一预混物后，再以交流电对该预混物施加高压电场极化。

本发明的热释电材料，是应用于一应用目的物上，并选择主要振动频率能够涵盖该应用目的物所散发的电磁波的主振动频率且具有极性与磁性的材料作为该热释电体基材。

本发明的热释电材料，该应用目的物为人体、汽柴油或水，且是将该热释电材料添加到一选自下列群组的产品中：纤维、内燃机材料及解离水的材料。

本发明的热释电材料，该纳米碳管选自于单壁或多壁纳米碳管，且是呈竖立状态结合在该热释电体基材上。