一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷及其制备方法 (High-temperature sintered tourmaline type negative ion unglazed ceramic and preparation method thereof ) 是由 丁德芳 殷颖 沈毅 于 2021-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷及其制备方法。通过引入蛭石粉、莫来石粉、硅灰石粉和氧化锆粉配料,保护电气石型负离子粉的晶体结构,使得在烧结温度为1000℃-1280℃条件下,电气石型负离子无釉陶瓷仍然能够有良好的负离子释放性能,是一种优质负离子材料,该负离子材料的空气负离子诱生量在300～600个/cm～(3)。本发明的制备方法,为高温烧结制备产品,产品稳定,耐候性好。且采用负离子材料与陶瓷坯料直接混合的模式,操作便捷,生产成本低廉,缩短生产周期,易于批量生产,而且该负离子材料经济、节能、持续、环保,可广泛应用于陶瓷产品的生产和加工。(The invention provides a high-temperature sintered tourmaline type negative ion unglazed ceramic and a preparation method thereof. The crystal structure of the tourmaline type negative ion powder is protected by introducing the ingredients of the vermiculite powder, the mullite powder, the wollastonite powder and the zirconia powder, so that the tourmaline type negative ion unglazed ceramic still has good negative ion release performance under the condition that the sintering temperature is 1000-1280 ℃, and is a high-quality negative ion material, and the air negative ion induction amount of the negative ion material is 300-600/cm 3 . The preparation method of the invention is a product prepared by high-temperature sintering, and the product is stable and has good weather resistance. And the mode of directly mixing the negative ion material and the ceramic blank is adopted, the operation is convenient, the production cost is low, the production period is shortened, the batch production is easy, and the negative ion material is economic, energy-saving, continuous and environment-friendly, and can be widely applied to the production and processing of ceramic products.)
技术领域
本发明涉及高温材料技术领域，尤其涉及一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷及其制备方法。
背景技术
负离子因其在空气净化领域有良好的功效，备受人们的追求。电气石是一种天然的能够产生负离子的矿物材料，它因为特殊的晶体结构能够电离周围的空气释放负离子，而被广泛用作负离子功能材料。但是，电气石的结构在900℃时即发生融解，负离子释放能力破坏。而为了保持陶瓷体的基本烧结程度，陶瓷的烧结温度往往大于电气石的熔融温度，一般大于1000℃，这样将电气石型负离子粉加入陶瓷中，导致电气石型负离子粉的晶体结构被破坏。若烧结最高温度低于电气石的熔融温度，则会导致陶瓷体烧结程度不够。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本发明提供的一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷，所述电气石型负离子无釉陶瓷的原料包括电气石型负离子粉混料和无釉陶瓷坯料干粉。
进一步的，所述无釉陶瓷坯料干粉的质量份数为65～80份，所述电气石型负离子粉混料的质量份数为15～35份。
进一步的，所述电气石型负离子粉混料包括如下质量份数的组分：电气石型负离子粉体60～75份、蛭石粉体16～21份、硅灰石粉体15～19份、氧化锆粉体8～17份和莫来石粉体9～16份。
本发明还提供上述高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，制备电气石型负离子混料：
按照一定质量份数分别称取电气石型负离子粉体、蛭石粉体、硅灰石粉体、氧化锆粉体、莫来石粉体，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨2～3h，抽滤，50～80℃下烘干10～14h，干法研磨，过筛，得到电气石型负离子混料；
步骤S2，制备无釉陶瓷坯料干粉：
将无釉陶瓷坯料在50～80℃下烘干10～14h，干法研磨，过筛，得到无釉陶瓷坯料干粉；
步骤S3，制备电气石型负离子无釉陶瓷坯体：
按重量份数分别称取步骤S1所得的电气石型负离子粉混料、称取步骤S2所得的无釉陶瓷坯料干粉，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨1～2h，抽滤，真空练泥，成型，烘干，得到电气石型负离子无釉陶瓷坯体；
步骤S4、高温烧结：
将步骤S3所得的电气石型负离子无釉陶瓷坯体进行高温烧结，烧结后期的温度为1000℃～1280℃，所述烧结后期的保温时间为0.5h～3h，得到所述高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷。
进一步的，步骤S4中，在高温烧结过程中，所述烧结后期的温度为1180℃～1280℃。
进一步的，步骤S1中，所述球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为3:1:1～1:1:1。
进一步的，步骤S1中，所述干法研磨的粒径为200～325目。
进一步的，步骤S2中，所述干法研磨的粒径为200～25目。
进一步的，步骤S3中，所述球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为3:1:1～1:1:1。
进一步的，步骤S3中，所述真空练泥的次数为4～8次。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)本发明提供的一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷及其制备方法，陶瓷的制备过程中烧结温度往往大于900℃，通过引入蛭石粉、莫来石粉、硅灰石粉和氧化锆粉配料，保护电气石型负离子粉的晶体结构，使得在高温烧结过程中，烧结后期的温度为1000℃～1280℃，烧结后期的保温时间为0.5h～3h条件下，烧结的电气石型负离子无釉陶瓷仍然能够有良好的负离子释放性能，是一种优质负离子材料，该负离子材料的空气负离子诱生量在300～600个/cm3。
(2)本发明提供的高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷的制备方法，为高温烧结制备产品，产品稳定，耐候性好。且采用负离子材料与陶瓷坯料直接混合的模式，操作便捷，生产成本低廉，缩短生产周期，易于批量生产，而且该高温烧结的电气石型负离子陶瓷经济、节能、持续、环保，可广泛应用于陶瓷产品的生产和加工。
附图说明
图1为本发明提供的一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和实施例对本发明实施方式作进一步地描述。
如图1所示，为本发明提供的一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷，电气石型负离子无釉陶瓷的原料包括电气石型负离子粉混料和无釉陶瓷坯料干粉，其中无釉陶瓷坯料干粉的质量份数为65～80份；电气石型负离子粉混料的质量份数为15～35份，而且电气石型负离子粉包括如下质量份数的组分：电气石型负离子粉体60～75份、蛭石粉体16～21份、硅灰石粉体15～19份、氧化锆粉体8～17份和莫来石粉体9～16份。
电气石产生负离子的机理为，由于六个硅氧四面体[SiO4]Ⅳ共同指向一个方向，该位置的阳离子非常容易跃迁，而成为阴离子空穴。因此，电气石晶体具有自发极化效应，宏观表现为电气石周围存在静电场。电气石自发极化效应产生的局部高电压，能使周围的空气、水体中的中性分子发生电离，生成的电子附着于邻近的分子使之转化为负离子。
而蛭石粉和氧化锆粉为优良的隔热材料，硅灰石粉不仅用作隔热材料而且在烧结过程中能够使得蛭石粉和氧化锆粉体粘附和包裹在电气石粉外面，起到隔热保护的作用，莫来石粉属于高温晶相，它能够耐受高温，参入少量的莫来石粉主要是作为硅灰石与电石气粉之间的过渡层，调和它们之间的融合程度，进一步保护电气石粉。
通过引入蛭石粉、莫来石粉、硅灰石粉和氧化锆粉配料，保护电气石型负离子粉的晶体结构，在大于900℃的高温烧结过程之后，维持电气石型负离子粉的负离子诱生能力，升温程序对本发明的电气石型负离子无釉陶瓷的制备没有影响，只有烧结后期的烧结温度和保温时间有影响，使得在高温烧结过程中，烧结后期的温度为1000℃～1280℃，烧结后期的保温时间为0.5h～3h条件下，电气石型负离子无釉陶瓷仍然能够有良好的负离子释放性能，能够持续诱生更多的空气负离子，为了得到强度更好无釉陶瓷，还可以选择烧结后期的温度为1180℃～1280℃。
下面结合实施例对本发明提供一种高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷的制备方法进行详细说明。实施例中的所有原料均可通过公开的市售渠道获得，电气石型负离子粉如河北轩昂矿业工厂所售的10000目电气石粉。
实施例1：
1)制备电气石型负离子混料：
按照质量份数计，称取电气石型负离子粉体75份、蛭石粉体19份、硅灰石粉体17份、氧化锆粉体12份、莫来石粉体12.5份，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为1:1:1，球磨3小时，抽滤，60℃烘干12小时，干法研磨至200-325目，过筛，得到电气石型负离子混料。
2)制备无釉陶瓷坯料干粉：
将无釉陶瓷坯料在60℃下烘干12小时，干法研磨致200-325目，过筛，得到无釉陶瓷坯料干粉。
3)制备电气石型负离子无釉陶瓷坯体：
按重量份数计，称取步骤1)所得的电气石型负离子粉混料35份、称取步骤2)所得无釉陶瓷坯料干粉75份，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为1:1:1，球磨1小时，抽滤，真空练泥6次，成型，烘干，得到电气石型负离子无釉陶瓷干坯。
4)高温烧结：
将步骤3)所得产品进行烧结，烧结的最高温度控制在1180℃，高温保温时间控制在1个小时，得到所述高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷，采用空气负离子检测仪检测，其空气负离子诱生量为300-600个/cm3。
实施例2：
1)制备电气石型负离子混料：
按照质量份数计，称取电气石型负离子粉体60份、蛭石粉体16份、硅灰石粉体15份、氧化锆粉体10份、莫来石粉体11份，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为1:1:1，球磨3小时，抽滤，60℃烘干12小时，干法研磨至200-325目，过筛，得到电气石型负离子混料。
2)制备无釉陶瓷坯料干粉：
将无釉陶瓷坯料在60℃下烘干12小时，干法研磨致200-325目，过筛，得到无釉陶瓷坯料干粉。
3)制备电气石型负离子无釉陶瓷坯体：
按质量份数计，称取步骤1)所得的电气石型负离子粉混料15份、称取步骤2)所得无釉陶瓷坯料干粉68份，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为1:1:1，球磨1小时，抽滤，真空练泥次数为6次，成型，烘干，得到电气石型负离子无釉陶瓷干坯。
4)高温烧结：
将步骤3)所得产品进行烧结，烧结的最高温度控制在1180℃，高温保温时间控制在3个小时，得到所述高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷，采用空气负离子检测仪检测，其空气负离子诱生量为200-350个/cm3。
实施例3：
1)制备电气石型负离子混料：
按照质量份数计，称取电气石型负离子粉体60份、蛭石粉体16份、硅灰石粉体15份、氧化锆粉体10份、莫来石粉体11份，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为1:1:1，球磨3小时，抽滤，60℃烘干12小时，干法研磨至200-325目，过筛，得到电气石型负离子混料。
2)制备无釉陶瓷坯料干粉：
将无釉陶瓷坯料在60℃下烘干12小时，干法研磨致200-325目，过筛，得到无釉陶瓷坯料干粉。
3)制备电气石型负离子无釉陶瓷坯体：
按质量份数计，称取步骤1)所得的电气石型负离子粉混料15份、称取步骤2)所得无釉陶瓷坯料干粉68份，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为1:1:1，球磨1小时，抽滤，真空练泥次数为6次，成型，烘干，得到电气石型负离子无釉陶瓷干坯。
4)高温烧结：
将步骤3)所得产品进行烧结，烧结的最高温度控制在1280℃，高温保温时间控制在3个小时，得到所述高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷，采用空气负离子检测仪检测，其空气负离子诱生量为150-300个/cm3。
对比例1：
1)制备电气石型负离子材料：
称取电气石型负离子粉体放入球磨机内，随后加入纯水，球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为1:1:1，球磨3小时，抽滤，60℃烘干12小时，干法研磨至200-325目，过筛，得到电气石型负离子材料。
2)制备无釉陶瓷坯料干粉：
将无釉陶瓷坯料在60℃下烘干12小时，干法研磨致200-325目，过筛，得到无釉陶瓷坯料干粉。
3)制备电气石型负离子无釉陶瓷坯体：
按质量份数计，称取步骤1)所得的电气石型负离子粉材料15份、称取步骤2)所得无釉陶瓷坯料干粉68份，放入球磨机内，随后加入纯水，球磨机内的粉料、纯水和球的重量比为1:1:1，球磨1小时，抽滤，真空练泥次数为6次，成型，烘干，得到电气石型负离子无釉陶瓷干坯。
4)高温烧结：
将步骤3)所得产品进行烧结，烧结的最高温度控制在1180℃，高温保温时间控制在3个小时，得到所述高温烧结的电气石型负离子无釉陶瓷，采用空气负离子检测仪检测，其空气负离子诱生量为40-60个/cm3。
综上所述，蛭石粉等配料用于保护电气石粉，在烧结最高温度为1180℃-1280℃，最高温度下的保温时间为0.5h-3h的烧结条件下，电气石型负离子陶瓷仍然能够拥有良好的负离子释放性能，空气负离子诱生量高达300-600个/cm3，而且该烧结条件能满足大部分日用陶瓷的烧结。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种铝工业用萤石基浇注料及其制备方法