遠(yuǎn)紅外陶瓷能夠輻射出比常規(guī)陶瓷更多的遠(yuǎn)紅外線,是新型陶瓷的一個分支,屬于光輻射材料。遠(yuǎn)紅外陶瓷是以20 余種無機(jī)化合物及微量金屬或特定的天然礦石分別以不同的比例配合,再經(jīng)1200~1600 ℃高溫煅燒而成。遠(yuǎn)紅外陶瓷在高溫區(qū)主要應(yīng)用于鍋爐的加熱,烤漆,木材、食品的加熱和干燥等;在常溫區(qū)主要應(yīng)用于制造各種遠(yuǎn)紅外保暖、環(huán)保材料,如遠(yuǎn)紅外陶瓷粉、遠(yuǎn)紅外陶瓷纖維、遠(yuǎn)紅外陶瓷聚酯,以及遠(yuǎn)紅外功能陶瓷等。遠(yuǎn)紅外陶瓷涂料(含納米氧化鈦涂料)具有催化氧化功能,在太陽光(尤其是紫外線)照射下,生成OH-,能有效除去室內(nèi)的苯、甲醛、硫化物、氨和臭味物質(zhì),并具有殺菌功能。
一、制備工藝
遠(yuǎn)紅外陶瓷材料可以分為紅外激光材料、紅外透射材料和紅外輻射材料。其核心技術(shù)是原料的選擇、配方的比例以及陶瓷的燒結(jié)。
傳統(tǒng)的遠(yuǎn)紅外陶瓷材料制作工藝是利用具有遠(yuǎn)紅外輻射性能的無機(jī)非金屬微粉(又稱:遠(yuǎn)紅外輻射陶瓷粉)不同的紅外光譜特性,經(jīng)過一定的工藝成型、燒結(jié)而成。
傳統(tǒng)的遠(yuǎn)紅外陶瓷粉的制備方法有液相沉淀法和固相合成法2種,隨著對遠(yuǎn)紅外陶瓷材料研究的進(jìn)一步深入,有許多更新的制備方法不斷出現(xiàn)。如:共沉淀法、水熱法、溶膠- 凝膠法、微乳液法(反膠束法) 等。一些研究者甚至探索出了更新的制備遠(yuǎn)紅外陶瓷超細(xì)粉的思路,如高溫噴霧熱解法、噴霧感應(yīng)耦合離子法等。這些方法的生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)的化學(xué)制粉工藝截然不同,是將分解、合成、干燥甚至煅燒過程合并在一起的高效方法,但這些方法尚不成熟,需要進(jìn)一步的研究和探索。
隨著對遠(yuǎn)紅外陶瓷材料研究的進(jìn)一步深入,有許多更新的制備方法不斷出現(xiàn)。如:共沉淀法、水解沉淀法、水熱法、溶膠- 凝膠法、微乳液法(反膠束法) 等。一些研究者甚至探索出了更新的制備遠(yuǎn)紅外陶瓷超細(xì)粉體的思路,如高溫噴霧熱解法、噴霧感應(yīng)耦合離子法等。這些方法的生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)的化學(xué)制粉工藝截然不同,是將分解、合成、干燥甚至煅燒過程合并在一起的高效方法,但這些方法尚不成熟,需要進(jìn)一步的研究和探索。
二、遠(yuǎn)紅外陶瓷材料在節(jié)能、環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用
1、遠(yuǎn)紅外陶瓷在提高燃油燃燒效率減少排放的應(yīng)用
遠(yuǎn)紅外陶瓷材料發(fā)射的輻射波長范圍與被輻射體(燃料)吸收波長完全匹配而產(chǎn)生共振并在振幅增加時(shí),能使燃油吸收的輻射能達(dá)到最大的利用效果。燃油是包括一系列的碳?xì)浠衔镆簯B(tài)燃料,在燃油中的分子具有碳鏈結(jié)構(gòu),各分子之間是處于團(tuán)聚和一種相互“纏繞”的狀態(tài),因而燃油具有一定的粘度。粘度大小會影響它在燃燒時(shí)霧化和蒸發(fā)效果。但當(dāng)燃油的分子吸收帶與遠(yuǎn)紅外陶瓷材 料所發(fā)射的輻射波段相匹配,產(chǎn)生共振;隨即燃油分子吸收了紅外輻射能,分子的活化能降低,運(yùn)動加劇,分子鏈很快地“伸展”開來;分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使碳鏈斷裂,由大分子變成小分子,分子間凝聚力減小;宏觀表現(xiàn)為燃油吸收紅外輻射能后粘度和表面張力降低,變得容易蒸發(fā),從而使燃油的霧化和蒸發(fā)量提高。因此,燃油分子處于細(xì)微化的活躍狀態(tài)進(jìn)入燃燒室,與空氣充分混合,從而使燃燒充分,污染物排放量減少,因而達(dá)到節(jié)油及減輕污染的目的。
2 遠(yuǎn)紅外光輻射陶瓷材料用于制備各種環(huán)保涂料
多波段光催化陶瓷材料除了含有遠(yuǎn)紅外波段外,并有紅外、可見光或微量自然輻射物。這種多波段光催化材料的電性極化現(xiàn)象,可以電離空氣中的 水分子,達(dá)到釋放羥基負(fù)離子降解污染物的效果。 由于其充分利用了太陽光全波段能量,又增強(qiáng)了遠(yuǎn)紅外光譜的能量,從而提高了凈化環(huán)境的效果。
如具有空氣凈化功能的遠(yuǎn)紅外陶瓷涂料(包含有納米 級二氧化鈦的環(huán)保涂料),可在陽光的輻射下,尤其是在紫外線的輻射下(輻射波段 200~ 780nm ),使 稀土氧化物固體表面生成空穴和電子 。如烴類、苯、甲醛、硫化物、氨等,并具有除 臭、殺菌功效,能與那些有毒有害氣體反應(yīng)生成無害的物質(zhì)。
小結(jié):以遠(yuǎn)紅外陶瓷產(chǎn)品為主的光輻射材料是一種保護(hù)環(huán)境、治理環(huán)境污染的新型環(huán)保材料。研究人造光輻射材料的作用,就是要加速人造光輻射材料對各種污染物的降解,要增加其光輻射 波段的特性強(qiáng)度,及其在環(huán)境中能否與被輻射污染物的波段相互匹配,完全產(chǎn)生共振,來充分發(fā)揮輻射源的效率,隨著光輻射材料的深入研究與開發(fā),它必將為我們提供一條治理環(huán)境污染的嶄新途徑。
(粉體圈 作者:敬之)
作者:粉體圈
總閱讀量:8467供應(yīng)信息
采購需求