一種復合摻雜高紅外輻射材料粉體及其制備方法
【專利摘要】本發明的目的是提出一種具有高紅外輻射率的復合摻雜高紅外輻射材料粉體及其制備方法。本發明的復合摻雜高紅外輻射材料粉體，按重量份數配比計，以55～75份的三氧化二鐵、15～30份的氧化鎳、5～10份的氧化鋅的混合物為基材，摻雜0.5～1.5份的二氧化錳、0.5～2份的氧化鈷、3～5份的氧化鉻、0.05～0.2份的二氧化鈰、0.05～0.2份的氧化鉺、0.05～0.2份的三氧化二釹、0.05～0.2份的三氧化二鐿，采用固相燒結工藝制備而成。本發明以具有高紅外輻射率的尖晶石型鎳鋅鐵氧體材料為基礎，引入多種稀土材料進行復合摻雜改性，得到存在氧離子空位缺陷和晶格畸變的鎳鋅鐵氧體材料粉體，使其紅外輻射性能得到大幅度提高，紅外輻射率可達0.96～0.97。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬于材料【技術領域】，特別涉及到一種復合摻雜高紅外輻射材料粉體。 一種復合摻雜高紅外輻射材料粉體及其制備方法
【背景技術】
[0002] 紅外輻射材料是隨著紅外技術的發展應運而生的一類新型的光熱轉換材料，該材 料在常溫下就有很高的輻射率及光熱轉換性能，已經在環保、醫療、保健、軍事、節能等領域 得到了不同程度的應用。
[0003] 現有的紅外輻射材料主要是一些礦物原料與過渡金屬氧化物的復合材料，如 Al203+Ti02系列涂層材料，Ti02+Zr0 2+Nb205系列涂層材料等，通過合理選擇組分及配比，可 以得到具有輻射功能的紅外輻射材料。如中國發明專利CN1296314C公開了一種鎳鉻尖晶 石型紅外輻射粉末材料，采用Cr 203和NiO為主要成分，再摻雜Ti02、Nb205、TiN和TiB 2或 者Fe203、Mn02，或者還摻雜Si0 2、Zr02，其熱輻射率為0. 89?0. 93。
[0004] 然而，上述材料的紅外輻射率較低，為了進一步提高紅外輻射率，國內外研究人員 進行了很多研究和嘗試，取得了一些成果，如中國發明專利申請CN1060193A公開了一種高 效紅外輻射材料的制備方法，其材料組成為Fe 203、ZnO、Sn02、Ni203和C 〇203，最終得到了輻 射率高達0.95的紅外輻射材料。然而，該材料的制備方法比較復雜，不利于工業應用。
[0005] 因此，如何選擇適合的原料及配比，獲得紅外輻射率超過0. 95的陶瓷材料，是本 領域技術人員的研究方向之一，也具有重要的現實意義。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提出一種具有高紅外輻射率的復合摻雜高紅外輻射材料粉體及 其制備方法。
[0007] 本發明的復合摻雜高紅外輻射材料粉體，按重量份數配比計，以55?75份的三氧 化二鐵、15?30份的氧化鎳、5?10份的氧化鋅的混合物為基材，摻雜0. 5?1. 5份的二 氧化猛、0. 5?2份的氧化鈷、3?5份的氧化鉻、0. 05?0. 2份的二氧化鋪、0. 05?0. 2份 的氧化鉺、〇. 05?0. 2份的三氧化二釹、0. 05?0. 2份的三氧化二鐿，采用陶固相燒結工 藝制備而成。
[0008] 本發明的復合摻雜高紅外輻射材料粉體的制備方法包括如下步驟： A :把各組分按比例稱量并混合，然后進行研磨，研磨時間為20?40小時； B :將研磨過的粉體過325目篩，然后把得到的粉體裝入匣缽，在1200?1300°C氧化氣 氛下燒結，冷卻之后把匣缽中的燒結粉體倒出破碎，放入球磨機中磨至325目，得到高輻射 率紅外輻射材料粉體，包裝入庫。
[0009] 所述A步驟中的研磨為干磨或濕磨，如果采用濕磨，則所述B步驟中首先經干燥之 后再裝入匣缽燒結。
[0010] 經過研究發現，晶格畸變導致的非對稱振動、電子空穴濃度增加及氧離子空位出 現降低離子振動的對稱性均能提高紅外輻射效率，本發明以具有高紅外輻射率的尖晶石型 鎳鋅鐵氧體材料為基礎，引入氧化錳、氧化鈷、氧化鉻、二氧化鈰、氧化鉺、三氧化二釹、三氧 化二鐿等稀土材料進行復合摻雜改性，得到存在氧離子空位缺陷和晶格畸變的鎳鋅鐵氧體 材料粉體，此外，還有稀土元素不同價態和不同能級電子躍遷輻射的存在，使其紅外輻射性 能得到大幅度提1?，紅外福射率可達0.96?0.97。
[0011] 本發明得到的紅外輻射陶瓷材料既可以單獨制備成陶瓷材料制品，也可以作為其 他已有材料表面的涂層材料，也可以作為粉體添加到其他材料中制備紅外輻射材料，具有 用途廣泛、制備方便、紅外輻射率的優點。
【具體實施方式】
[0012] 下面對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0013] 實施例1 : 本實施例的紅外輻射陶瓷材料粉體按重量份數配比計，以55份的三氧化二鐵、30份的 氧化鎳、10份的氧化鋅的混合物為基材，摻雜1. 5份的二氧化錳、2份的氧化鈷、5份的氧化 鉻、0. 2份的二氧化鈰、0. 2份的氧化鉺、0. 2份的三氧化二釹、0. 2份的三氧化二鐿，采用固 相燒結工藝制備而成。
[0014] 本發明的復合摻雜高紅外輻射材料粉體的制備方法包括如下步驟： A :把各組分按比例稱量并混合，然后進行研磨，研磨時間為20小時； B :將研磨過的粉體過325目篩，然后把得到的粉體裝入匣缽，在1200°C氧化氣氛下燒 結，冷卻之后把匣缽中的燒結粉體倒出破碎，放入球磨機中磨至325目，得到高輻射率紅外 輻射材料粉體，包裝入庫。
[0015] 采用中國科學院上海技術物理研究所研制的IRE-2型雙波段輻射率測量儀測試 樣品的紅外輻射性能，所述IRE-2型輻射率測量儀的測試原理是反射率法原理，即通過采 用主動黑體輻射源測定待測物體表面的法向反射率，進而計算出待測物體表面在特定紅外 波段吸收率α，根據基爾霍夫定律，物體吸收率在數值上與其輻射率相等，g卩α = ε，從 而測出被測物體紅外波段的輻射率。
[0016] 本實施例得到復合摻雜高紅外輻射材料粉體在8?14 μ m特定波長范圍內紅外 輻射率為〇. 967,具有高紅外輻射效應。
[0017] 實施例2: 本實施例的紅外輻射陶瓷材料粉體按重量份數配比計，以75份的三氧化二鐵、15份的 氧化鎳、5份的氧化鋅的混合物為基材，摻雜0. 5份的二氧化錳、0. 5份的氧化鈷、3份的氧 化鉻、0. 05份的二氧化鋪、0. 05份的氧化鉺、0. 05份的三氧化二釹、0. 05份的三氧化二鐿， 采用固相燒結工藝制備而成
[0018] 本發明的復合摻雜高紅外輻射材料粉體的制備方法包括如下步驟： A :把各組分按比例稱量并混合，然后進行研磨，研磨時間為40小時； B :將研磨過的粉體過325目篩，然后把得到的粉體裝入匣缽，在1300°C氧化氣氛下燒 結，冷卻之后把匣缽中的燒結粉體倒出破碎，放入球磨機中磨至325目，得到高輻射率紅外 輻射材料粉體，包裝入庫。
[0019] 本實施例得到的紅外輻射陶瓷材料粉體在8?14 μ m特定波長范圍內紅外輻射 率為0. 961，具有高紅外輻射效應。
【權利要求】
1. 一種復合摻雜高紅外輻射材料粉體，其特征在于按重量份數配比計，以55?75份 的三氧化二鐵、15?30份的氧化鎳、5?10份的氧化鋅的混合物為基材，摻雜0. 5?1. 5 份的二氧化錳、0. 5?2份的氧化鈷、3?5份的氧化鉻、0. 05?0. 2份的二氧化鈰、0. 05? 〇. 2份的氧化鉺、0. 05?0. 2份的三氧化二釹、0. 05?0. 2份的三氧化二鐿，采用固相燒 結工藝制備而成。
2. 根據權利要求1所述的復合摻雜高紅外輻射材料粉體的制備方法，其特征在于包括 如下步驟： A :把各組分按比例稱量并混合，然后進行研磨，研磨時間為20?40小時； B :將研磨過的粉體過325目篩，然后把得到的粉體裝入匣缽，在1200?1300°C氧化氣 氛下燒結，冷卻之后把匣缽中的燒結粉體倒出破碎，放入球磨機中磨至325目，得到高輻射 率紅外輻射材料粉體，包裝入庫。
3. 根據權利要求2所述的復合摻雜高紅外輻射材料粉體的制備方法，其特征在于所述 A步驟中的研磨為干磨或濕磨，如果采用濕磨，則所述B步驟中首先經干燥之后再裝入匣缽 燒結。
【文檔編號】C04B35/30GK104086169SQ201410355827
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】王家邦 申請人:蘇州羅卡節能科技有限公司