阅读说明：本技术 一种红内线陶瓷材料、陶瓷制品及其制备方法和应用 (Red interior line ceramic material, ceramic product, preparation method and application thereof ) 是由 汪平南 于 2020-04-17 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种远红外陶瓷材料,以所述远红外陶瓷材料的总质量计为100％,所述材料包括：石墨5％-12％,氧化铝5％-12％,淘洗泥14％-22％,玉石粉6％-15％以及陶瓷矿物原料45％-60％。本申请还提供了所述远红外陶瓷材料的制备方法以及含有该材料的陶瓷制品。本申请提供的远红外陶瓷材料,无需借助外用设备即可稳定地释放安全且对人体健康有益的波长为4-12μm远红外线,该材料可以用于制备水处理设备、陶瓷装饰品、陶瓷日用品、陶瓷涂料,对改善人体的血液循环,促进新陈代谢,增加免疫力,具有明显的医疗保健作用。(The application provides a far infrared ceramic material, with far infrared ceramic material's total mass is 100%, the material includes: 5-12% of graphite, 5-12% of alumina, 14-22% of elutriation mud, 6-15% of jade powder and 45-60% of ceramic mineral raw materials. The application also provides a preparation method of the far infrared ceramic material and a ceramic product containing the material. The far infrared ceramic material provided by the application can stably release safe and beneficial wavelength of 4-12 mu m far infrared rays for human health without using external equipment, can be used for preparing water treatment equipment, ceramic ornaments, ceramic daily necessities and ceramic coatings, improves blood circulation of human bodies, promotes metabolism, increases immunity and has obvious medical health care effect.)

一种红内线陶瓷材料、陶瓷制品及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及功能陶瓷材料技术领域，具体涉及一种红内线陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术

远红外线，也称为红内线，是具有强热作用的电磁波，易被物体吸收并转化为物体的内能。远红外线由于其共振效应以及温控效应，可与水分子产生共振，使不良结合大分子团水分子产生分解，形成水分子团纯水，恢复水分子原来的活性，达到活化。研究表明，波长为4-15微米的远红外线，与人体频率相近，被称为生命光波，能够激活人体核酸蛋白质等生物大水分子的活性，使生物体的分子能够被激发而处于较高振动状态，从而发挥了生物大分子调节机体代谢、免疫等活动的功能，有利于机能的恢复和平衡，达到促进和改善血液循环、防病治病的目的。

远红外陶瓷是新型陶瓷的一个分支，与传统陶瓷采用氧化硅、氧化铝等高岭土成分组成的普通陶瓷不同，远红外陶瓷是以多种无机化合物及微量金属或特定的天然矿石分别以不同的比例配合，再经高温煅烧而成，能辐射出特定波长远红外线的特种陶瓷材料。然而，目前市场上的远红外陶瓷制品，在使用时通常需要借助外在设备(例如电加热)才能释放远红外线。

与此同时，传统的远红外陶瓷粉料的制备方法有液相沉淀法和固相合成法，先进的制备方法有高温喷雾热解法、喷雾感应耦合离子法、微乳液法等，而目前最常用的制备工艺多以球磨粉碎混合后高温烧结为主。如专利CN102167571A、CN103755329A、CN103979936A、CN106116537A、CN107056265A、CN109678465A等，均是将十几种陶瓷原料球磨混合后，于1000℃左右的高温下焙烧获得。CN105016708A提供了一种功能性活晶瓷，其瓷泥中含有高岭土、粘土、石英石、钠长石、钾长石、玛瑙石、三氧化二铁、电气石、麦饭石、砭石、岫玉、稀土元素和膨润土等，该活晶瓷能够增加水中矿物质Sr、Mg、Ca、Na和/或钾的含量，但仍需要高温烧制并在实际使用过程中远红外线所起到的作用较小。

现有技术提供的远红外陶瓷粉料原料组分配比复杂，制备方法繁琐，并且制得的远红外陶瓷产品能够辐射出远红外线的强度较低，稳定性差，使用寿命短，难以在不借助外用设备的情况下释放安全且对人体健康有利波长的远红外线。

发明内容

为了解决上述问题，本申请旨在提供一种制备方法简单，并且无需借助任何外在设备，在常温常态下即可稳定地释放波长为4-12μm远红外线的陶瓷材料，以及用该陶瓷材料制得的陶瓷制品，该陶瓷材料以及陶瓷制品也可以被称为红内线瓷或暖玉瓷，对人体有着良好的理疗效果。其中在本申请中，所述红内线限定为波长为4-15μm特别是4-12μm的且有利于人体健康的远红外线。

一方面，本申请提供了一种远红外陶瓷材料，以所述远红外陶瓷材料的总质量为100％计，所述材料包括：石墨5％-12％，氧化铝5％-12％，淘洗泥14％-22％，玉石粉6％-15％以及陶瓷矿物原料45％-60％。

在一种实施方式中，具有上述组分的远红外陶瓷材料也可以被称为红内线陶瓷晶种。

本申请提供的远红外陶瓷材料，相较于现有的远红外陶瓷产品，其原料组成种类简单，并且加入了导电性好且成本低的石墨，以便于在制备该陶瓷材料时能够对其通电，并在电流作用下使其他原料内部形成晶体有序排列的结构，同时能够在常温常态下释放安全且对人体有利波长范围内的远红外线。

进一步地，所述陶瓷矿物原料选自烧滑石、石英、白云石、钾长石中的一种或多种。

进一步地，以所述远红外陶瓷材料的总质量为100％计，所述材料包括：石墨8％-10％、氧化铝8％-10％、淘洗泥16％-20％、玉石粉7％-14％、烧滑石2％-4％、石英20％-25％、白云石2％-4％、钾长石24％-26％。

在一种优选的实施方式中，所述远红外陶瓷材料包括以下组分：石墨10％，氧化铝10％，淘洗泥16％，玉石粉14％，烧滑石4％，石英20％，白云石2％，钾长石24％；在另一种优选的实施方式中，所述远红外陶瓷材料包括以下组分：石墨8％，氧化铝8％，淘洗泥20％，玉石粉7％，烧滑石4％，石英25％，白云石2％，钾长石26％。

上述远红外陶瓷材料的原料多数为无机晶体型矿物，如氧化铝属于离子型晶体，烧滑石是一种硅酸盐类矿物，石英是三方晶系的二氧化硅矿物，白云石是三方晶系的碳酸盐矿物，钾长石是单斜晶系的铝硅酸盐矿物。上述原料本身不能辐射远红外线，也不含有自身可以辐射远红外线但成本较高且辐射剂量难以调控的电气石或麦饭石等矿物，但在本申请所述制备工艺下能够获得远红外陶瓷材料，稳定地辐射安全波长范围内的远红外线，并且该陶瓷材料还可以作为晶体有序排列的核心材料掺入其他无机陶瓷矿物原料中，以制备陶瓷制品，并且所制得的陶瓷制品无需另加辅助设备即可辐射远红外线，使用寿命更长。

另一方面，本申请提供了一种制备上述远红外陶瓷材料的方法，所述方法包括如下步骤：

S1，按质量百分比分别称取石墨、氧化铝、淘洗泥、玉石粉以及陶瓷矿物原料，研磨粉碎，过筛，获得原料粉；

S2，将步骤S1中获得的原料粉置于搅拌机中，加入基于原料粉总质量0.2％-0.4％的水玻璃，放入适量清水搅拌均匀，倒入石膏模，注成泥胚并干燥；

S3，将步骤S2获得的泥胚置于气氛窑炉内，并在泥胚两端接上电极，通电同时加热，保温，降温冷却后粉碎。

进一步地，所述步骤S3中，泥胚两端的电极电压为220V，同时加热至800℃-1000℃，时长100-200分钟，之后停止加热，降温至573℃以下，停止通电。优选的，通电时长150-180分钟，更优选160分钟；通电时同时加热使其温度达到850℃，保温时长120分钟，也可以在加热120分钟后停止加热并降温，此时仍在通电，再持续通电40分钟即达到160分钟时，温度基本已经降温至573℃以下，即可停止通电，再冷却后粉碎。

上述方法通过采用在原料中添加可导电的石墨以及在制备中使用了适当的通电步骤，使得各晶体型矿物原料内部晶体结构能够有序排列。实验表明，采用上述方法制备获得的远红外陶瓷材料单位时间内测定的波长约4-12μm，波频2000-2500Hz。

进一步地，所述步骤S1中，过筛后的原料粉为500目。

另一方面，本申请还提供了上述远红外陶瓷材料和/或使用上述方法制备获得的远红外陶瓷材料在制备水处理设备、陶瓷装饰品、陶瓷日用品、陶瓷涂料中的应用。

优选的，所述水处理设备可以是能够制备活化水、小分子团水和/或矿物质水的设备；所述陶瓷装饰品包括但不限于陶瓷摆件、陶瓷工艺品等；所述陶瓷日用品包括但不限于餐具、杯具等；所述陶瓷涂料包括但不限于纺织涂料、建材涂料、锅具涂层等。

另一方面，本申请还提供了一种远红外陶瓷制品，以所述远红外陶瓷制品的总质量为100％计，包括如权利要求1所述的远红外陶瓷材料10％-90％，其余为无机陶瓷粉料。

优选的，按质量百分比计，所述远红外陶瓷制品中，含有远红外陶瓷材料10％，无机陶瓷粉料90％；或含有远红外陶瓷材料90％，无机陶瓷粉料10％。

进一步地，以所述无机陶瓷粉料的总质量为100％计，所述无机陶瓷粉料包括：60％-75％二氧化硅，19％-26％氧化铝，0.1％-0.15％氧化铁，0.05％-0.15％氧化钛，0.3％-0.75％氧化钙，0.75％-1.8％氧化镁，0.3％-0.8％氧化钠。

在一种优选的实施方式中，所述无机陶瓷粉料包括以下组分：SiO₂ 61.82％，Al₂O₃25.69％，Fe₂O₃ 0.13％，TiO₂ 0.08％，CaO 0.71％，MgO 1.77％，K₂O 2.80％，Na₂O 0.75％，其余为杂质；在另一种优选的实施方式中，所述无机陶瓷粉料包括以下组分：SiO₂72.74％，Al₂O₃ 20.04％，Fe₂O₃ 0.14％，TiO₂ 0.14％，CaO 0.37％，MgO 0.81％，K₂O3.52％，Na₂O 0.39％，其余为杂质。

另一方面，本申请还提供了一种上述远红外陶瓷制品的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a、将远红外陶瓷材料和无机陶瓷粉料按比例混合均匀，取部分混合物加入适量水并搅拌均匀，注成陶瓷器型模具，烘干烧制获得陶瓷坯体；

b、将剩余混合物球磨，过700目筛，加水制得含水量60％的釉水，对步骤a获得的陶瓷坯体进行上釉，晾干后釉层厚度为0.5-2mm，进行高温烧制得成品。

其中，制备陶瓷坯体和釉料各需要取多少比例的远红外陶瓷材料和无机粉料的混合物，以及在具体何种高温下烧制多长时间，可以参照烧制陶瓷的一般方法以及比例，在本申请中不再赘述。

在向上述远红外陶瓷材料中加入用于制备陶瓷制品的常用无机粉料时，远红外陶瓷材料中有序排列的电子晶体能激发无机粉料内部晶体，形成永久磁场，使得陶瓷制品产生对人体生物波长相同的光波，波长为4-12μm。与此同时，该陶瓷制品在作为陶瓷日用品使用或应用于水处理设备中时，对水及相关物质产生净化细化作用，可与人体波段共振，形成可以促进人体身心健康的生命光波。其中与水分子发生作用的原理，是该远红外陶瓷材料或含有该远红外陶瓷材料的陶瓷制品因发出的远红外线光波对水分子进行物理切割振汤，使其不当结合杂质的坏分子团分解，释出有害物质，恢复水分子的活性，饮用此类水，进入体内，可与体内不良分子结合，而后排出体外，达到改善循环、防病治病的保健目的。

通过本申请能够带来如下有益效果：

本申请提供的远红外陶瓷材料，其原料组成种类简单且成本较低，制备工艺易于工业化，并且该陶瓷材料制得的陶瓷制品，在使用时无需外加辅助设备或操作即可以稳定地辐射波长4-12μm的远红外线，安全且能够有利于人体健康，远红外发射率高，使用寿命长，具有很好的应用前景，特别是用于制备水处理设备、陶瓷装饰品、陶瓷日用品、陶瓷涂料等，对改善人体的血液循环，降低血液酸性，促进新陈代谢，增加免疫力，对高血压、高血脂、风湿关节炎有明显的医疗保健作用。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面以实施例的方式进行详细说明。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

如无特殊说明，以下实施例中各原料组分均可通过商业途径购得。其中，用于加热泥胚的气氛窑炉由北京中础窑炉设备制造有限责任公司提供；远红外线辐射的测定使用美国IMI牌的型号为INSPECTOR EXP多功能辐射检测仪，由上海毅畅实业有限公司提供。

实施例1

本实施例提供了一种远红外陶瓷材料，以材料的总质量为100％计，所述材料包括：石墨10％，氧化铝10％，淘洗泥16％，玉石粉14％，烧滑石4％，石英20％，白云石2％，钾长石24％。

上述远红外陶瓷材料采用以下方法制备：

S1，按质量百分比分别称取石墨、氧化铝、淘洗泥、玉石粉、烧滑石、石英、白云石、钾长石，分别研磨粉碎，过筛，形成500目的原料粉，备用；

S2，将步骤S1中获得的各原料粉置于搅拌机中，加入基于原料粉总质量0.2％-0.4％的水玻璃，放入适量清水搅拌均匀，倒入长条形石膏模，注成长条棒状泥胚，干燥；

S3，在长条泥胚的两端接上电极，置于气氛窑炉中，通220V电，同时加热使其温度达到850℃，并保温120分钟，停止加热，约在继续通电40分钟后温度降至573℃以下，停止通电，冷却至常温，粉碎，研磨，过筛，烘干，获得远红外陶瓷粉料。

经检测，采用上述方法制备获得的远红外陶瓷材料，在常温常态下，能集中辐射波长4-12μm的远红外线波长，远红外发射率99％，剂量率6.264微希伏每小时，波频2130Hz。

将上述远红外陶瓷粉料掺入无机陶瓷粉料以制备远红外陶瓷制品。其中，参考《GB/T 4734-1996陶瓷材料及制品化学分析方法》和《GB/T14506.28-2010硅酸盐岩石化学分析方法》对掺入的无机陶瓷粉料进行化学成分分析，检测结果如下：SiO₂ 72.74％，Al₂O₃20.04％，Fe₂O₃ 0.14％，TiO₂ 0.14％，CaO 0.37％，MgO 0.81％，K₂O 3.52％，Na₂O 0.39％，余量为灼烧失重的杂质。

以陶瓷制品的总质量为100％计，制备包括90％远红外陶瓷材料、10％无机陶瓷粉料的陶瓷制品，其中制备方法包括以下步骤：

a、将远红外陶瓷材料和无机陶瓷粉料按比例混合均匀，取部分混合物加入适量水并搅拌均匀，注成陶瓷器型模具，烘干烧制获得陶瓷坯体；

b、将剩余混合物球磨，过700目筛，加水制得含水量60％的釉水，对步骤a获得的陶瓷坯体进行上釉，晾干后釉层厚度为0.5-2mm，进行高温烧制得成品。

经检测，采用上述方法制备获得的陶瓷制品，在常温常态下，仍能够集中辐射波长4-12μm的远红外线，远红外发射率98％，剂量率5.983微希伏每小时，波频2130Hz。

作为一种实施方式，本实施例获得的远红外陶瓷材料也可以被称为红内线陶瓷晶种，获得的陶瓷制品也可以被称为红内线瓷或暖玉瓷。

实施例2：

本实施例提供了一种远红外陶瓷材料，以材料的总质量为100％计，所述材料包括：石墨8％，氧化铝8％，淘洗泥20％，玉石粉7％，烧滑石4％，石英25％，白云石2％，钾长石26％。

上述远红外陶瓷材料采用以下方法制备：

S1，按质量百分比分别称取石墨、氧化铝、淘洗泥、玉石粉、烧滑石、石英、白云石、钾长石，分别研磨粉碎，过筛，形成500目的原料粉，备用；

S2，将步骤S1中获得的各原料粉置于搅拌机中，加入基于原料粉总质量0.2％-0.4％的水玻璃，放入适量清水搅拌均匀，倒入长条形石膏模，注成长条棒状泥胚，干燥；

S3，在长条泥胚的两端接上电极，置于气氛窑炉中，通220V电，同时加热使其温度达到850℃，并保温120分钟，停止加热，约在继续通电40分钟后温度降至573℃以下，停止通电，冷却至常温，粉碎，研磨，过筛，烘干，获得远红外陶瓷粉料。

经检测，采用上述方法制备获得的远红外陶瓷材料，在常温常态下，能集中辐射波长4-12μm的远红外线波长，远红外发射率99％，剂量率6.872微希伏每小时，波频2130Hz。

将上述远红外陶瓷粉料掺入无机陶瓷粉料以制备远红外陶瓷制品。其中，参考《GB/T 4734-1996陶瓷材料及制品化学分析方法》和《GB/T14506.28-2010硅酸盐岩石化学分析方法》对掺入的无机陶瓷粉料进行化学成分分析，检测结果如下：SiO₂ 61.82％，Al₂O₃25.69％，Fe₂O₃ 0.13％，TiO₂ 0.08％，CaO 0.71％，MgO 1.77％，K₂O 2.80％，Na₂O 0.75％，余量为灼烧失重的杂质。

以陶瓷制品的总质量为100％计，制备包括10％远红外陶瓷材料、90％无机陶瓷粉料的陶瓷制品，其中制备方法包括以下步骤：

c、将远红外陶瓷材料和无机陶瓷粉料按比例混合均匀，取部分混合物加入适量水并搅拌均匀，注成陶瓷器型模具，烘干烧制获得陶瓷坯体；

d、将剩余混合物球磨，过700目筛，加水制得含水量60％的釉水，对步骤a获得的陶瓷坯体进行上釉，晾干后釉层厚度为0.5-2mm，进行高温烧制得成品。

经检测，采用上述方法制备获得的陶瓷制品，在常温常态下，仍能够集中辐射波长4-12μm的远红外线，远红外发射率96％，剂量率5.214微希伏每小时，波频2130Hz。

作为一种实施方式，本实施例获得的远红外陶瓷材料也可以被称为红内线陶瓷晶种，获得的陶瓷制品也可以被称为红内线瓷或暖玉瓷。

对比例1

本对比例与实施例1所制得的陶瓷制品组分含量相同，区别在于采用传统的高温烧结法制备，制备方法如下：

S1，按质量百分比分别称取石墨、氧化铝、淘洗泥、玉石粉、烧滑石、石英、白云石、钾长石，分别研磨粉碎，过筛，形成500目的原料粉，备用；

S2，将步骤S1中获得的各原料粉置于搅拌机中，加入基于原料粉总质量0.2％-0.4％的水玻璃，放入适量清水搅拌均匀，倒入长条形石膏模，注成长条棒状泥胚，干燥；

S3，将长条泥胚直接置于气氛窑炉中，于1200℃-1250℃下焙烧180分钟，冷却至常温，粉碎，研磨，过筛，烘干；

S4，将步骤S3获得的陶瓷材料和无机陶瓷粉料按比例混合均匀，取部分混合物加入适量水并搅拌均匀，注成陶瓷器型模具，烘干烧制获得陶瓷坯体；

S5，将剩余混合物球磨，过700目筛，加水制得含水量60％的釉水，对步骤S4获得的陶瓷坯体进行上釉，晾干后釉层厚度为0.5-2mm，进行高温烧制得成品。

经检测，采用上述方法制备获得的陶瓷制品，在常温常态下，能够检测到的远红外发射率为28％，剂量率0.974微希伏每小时；在对该陶瓷制品接上电极并通电220V后，能够检测到的远红外发射率为42％，剂量率1.326微希伏每小时。

对比例2

本对比例与实施例1所制得的陶瓷制品组分区别在于，使用5％电气石和5％麦饭石代替10％石墨，并采用传统的高温烧结法制备，制备方法如下：

S1，按质量百分比分别称取电气石、麦饭石、氧化铝、淘洗泥、玉石粉、烧滑石、石英、白云石、钾长石，分别研磨粉碎，过筛，形成500目的原料粉，备用；

S2，将步骤S1中获得的各原料粉置于搅拌机中，加入基于原料粉总质量0.2％-0.4％的水玻璃，放入适量清水搅拌均匀，倒入长条形石膏模，注成长条棒状泥胚，干燥；

S3，将长条泥胚直接置于气氛窑炉中，于1200℃-1250℃下焙烧180分钟，冷却至常温，粉碎，研磨，过筛，烘干；

S4，将步骤S3获得的陶瓷材料和无机陶瓷粉料按比例混合均匀，取部分混合物加入适量水并搅拌均匀，注成陶瓷器型模具，烘干烧制获得陶瓷坯体；

S5，将剩余混合物球磨，过700目筛，加水制得含水量60％的釉水，对步骤S4获得的陶瓷坯体进行上釉，晾干后釉层厚度为0.5-2mm，进行高温烧制得成品。

经检测，采用上述方法制备获得的陶瓷制品，在常温常态下，能够检测到的远红外发射率为75％，剂量率4.158微希伏每小时；在对该陶瓷制品接上电极并通电220V后，能够检测到的远红外发射率为89％，剂量率4.571微希伏每小时。

综合上述可知，上述实施例采用特定的制备方法，能够制得远红外线陶瓷材料，该陶瓷材料制得的陶瓷制品，在使用时无需外加辅助设备或操作即可以稳定地辐射波长4-12μm的远红外线，安全且能够有利于人体健康，远红外发射率高，使用寿命长，具有很好的应用前景，在市场上可以被称为红内线瓷或暖玉瓷。特别是可以适用于制备水处理设备、陶瓷装饰品、陶瓷日用品、陶瓷涂料等，对改善人体的血液循环，降低血液酸性，促进新陈代谢，增加免疫力，对高血压、高血脂、风湿关节炎有明显的医疗保健作用。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。