[发明专利]一种功能性蜂窝状陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种功能性蜂窝状陶瓷及其制备方法，其特征在于所述的功能性蜂窝状陶瓷是由Fe₂O₃‑MnO₂‑Co₂O₃‑CuO系过渡金属氧化物陶瓷和堇青石组成的复合体系陶瓷，其在8～14μm常温远红外辐射率达0.90～0.95；所述的功能性蜂窝状陶瓷微孔精度为1μm～100μm，微孔中含有AgO固体颗粒，具有抑菌性能。本发明获得的有益效果是：本发明所产生的功能性蜂窝状陶瓷，不借助额外能源常温下利用外界环境或人体的热能即可工作，节约能源；兼具抑菌性能，提高其使用过程中的卫生安全性；蜂窝状结构减轻了材料自重，并且大大提高了材料的蓄热能力；堇青石克服了过渡金属氧化物体系陶瓷的耐热冲击性差的缺陷，所制备的复合体系陶瓷热膨胀系数低，抗热震性能好，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种蜂窝状陶瓷，尤其涉及一种功能性蜂窝状陶瓷及其制备方法

背景技术

红外辐射陶瓷是指在红外波段具有高辐射率或特征辐射率的无机材料。辐射是一切物体的固有属性。过渡金属氧化物中的一种或者几种混合在一起会形成AB₂O₄，类似尖晶石结构的铁氧体，A和B分别代表2价和3价金属阳离子，并分别填充于尖晶石的四面体和八面体间隙中。尖晶石晶格振动所引起的格波的光学频率与红外线频率相近，当物质受到红外线照射时，红外辐射可与晶体内部偶极子发生共振，促进红外吸收和发射。当晶体结构中掺入杂质时，特别是当四面体空隙或八面体空隙被不同的金属离子占据时，在杂质格点上造成电荷失衡，同时离子之间会产生电子交换行为，引起电子在不同的能级间跃迁，增强红外波段的吸收，同时在杂质或者缺陷处会引起晶格畸变，降低晶格振动的对称性，偶极矩变化增大，促进材料红外吸收。过渡金属氧化物虽然红外发射率高，但是热膨胀系数较大、耐热冲击性差，往往只能以粉体或涂料的形式加以使用，应用范围受到较大的限制。因此人们将其与热膨胀系数较小的堇青石或莫来石等物质复合以改善其性能。堇青石结构具有优良的辐射特性，其离子排列疏松，晶格内有较大的空腔，热稳定性好，具有较高的耐热性和抗热冲击性。在复相体系中引入堇青石不仅可以降低热膨胀系数，提高材料在使用过程中的抗震性，而且可以弥补某些其它组元在部分波段内辐射率低的不足。

中国专利CN01128407.2公开了一种具有抑菌功能的红外辐射陶瓷釉层及其制备方法，该釉层的主要组成为钾长石、SiO₂、CaCO₃、ZnO、滑石、ZrSiO₄、粘土、BaCO₃、乳浊性熔块、着色剂和红外辐射陶瓷粉料，将上述组成范围内的各种成分混合后采用陶瓷加工技术制备的红外辐射陶瓷釉层辐射率可达0.82～0.83，对霉菌细菌抑菌率达91.87％～100％，但是其蓄热能力低，保温效果差，并且该材料抗热冲击性能差，使用安全性小，限制了其应用范围。中国专利CN201810983537.2公开了一种堇青石复合铁氧体红外辐射陶瓷的制备方法，通过凝胶法制备铁氧体；按比例与堇青石和煅烧高岭土研磨混合，加入粘合剂压制烧结得堇青石复合铁氧体红外辐射陶瓷。此发明所制备的红外辐射陶瓷具有较低的热膨胀系数，良好的抗热震性能，较高的红外辐射性能。但是其不具备抗菌性能，功能受限，且材料本身重量大，蓄热能力不及蜂窝状陶瓷结构。

综上所述，目前尚无质量轻，蓄热能力极强，热稳定性好又兼具抗菌性能的功能性陶瓷材料，因此本发明的目的就是制备应用于医疗设施、医疗保健，厨房设施，建筑等领域的抑菌热辐射轻质陶瓷材料。

发明内容

针对背景技术的不足之处，本发明是这样实现的：

一种功能性蜂窝状陶瓷，是由Fe₂O₃-MnO₂-Co₂O₃-CuO系过渡金属氧化物陶瓷和堇青石组成的复合体系陶瓷，其在8～14μm常温远红外辐射率达0.90～0.95；所述的功能性蜂窝状陶瓷微孔精度为1μm～100μm，微孔中含有AgO固体颗粒，具有抑菌性能。