CN107162596A - 复合陶瓷及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合陶瓷及其制备方法和应用，涉及陶瓷材料技术领域，以改善现有的陶瓷材料抗菌能力较弱且保健效果较差的技术问题。复合陶瓷按照重量百分数计，主要由以下原料制备得到：MgO 1‑10％，SiO2 2‑10％，MnO2 5‑10％，Al2O3 1‑10％，Cr2O3 5‑10％，ZrO2 5‑10％，SiC 10‑40％，TiO2 1‑5％，单体碳0.5‑2％，负离子粉1‑5％，锗石1‑5％，火山石2‑5％，高岭土5‑10％。本发明复合陶瓷应用在家用电器中使家用电器兼具电器功能和保健效果，能够持久放射远红外线和负离子，长期使用相应电器有利于加强人体新陈代谢，消除疲劳抗衰老，改善人体机能。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体而言，涉及一种复合陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会的发展和生活水平的提高，人们越来越关注环保与健康，特别是在日常生活用品方面，例如对于家用电器中所包含陶瓷材料的保健性能要求越来越高。
负离子材料，是人工合成或者配比的一种复合矿物，因为其具有热电性和压电性，因此在有温度和压力变化的情况下(即使微小的变化)即能引起成分晶体之间的电势差，这静电能够高达100万电子伏特，从而使空气发生电离，被击中的电子附着于邻近的水和氧气分子并使它转化为空气负离子，即负氧离子。
随着负离子材料的功能不断地为人们所认识，对负离子产品的研究也日益受到重视。因此将负离子材料应用于制作复合陶瓷，并将相应的复合陶瓷应用于家用电器中，使家用电器具有较佳的保健效果的研究具有重要意义。然而，目前相关的研究相对较少，现有的家用电器中陶瓷材料存在抗菌能力弱及保健效果较差等问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种复合陶瓷，以改善现有的陶瓷材料抗菌能力较弱且保健效果较差的技术问题。
本发明的第二个目的在于提供一种上述复合陶瓷的制备方法，该方法使用本发明组分作为原料，具有工艺简单，易于操作的优势，并且原料易得，成本较低，能够有效保证复合陶瓷产品性质的均匀性和稳定性，适于推广应用。
本发明的第三个目的在于提供一种上述复合陶瓷在家用电器中的应用，应用上述复合陶瓷的家用电器除了具备电器本身的功能外，还具有较佳的保健效果，能够持久放射远红外线和负离子，长期使用相应的家用电器，有利于加强人体新陈代谢，消除疲劳，抗衰老，镇静神经系统，改善人体机能，提高免疫力。
本发明的第四个目的在于提供一种上述复合陶瓷在吹风机、暖风机、净水机或水波炉中的应用，吹风机和暖风机吹出的空气通过复合陶瓷后伴随有负离子和远红外线，相应的负离子和远红外线作用于人体后具有直接的保健效果；此外复合陶瓷作为滤芯设置在净水机内，能够对净水机的水进行杀菌和净化，有效改善水质，保证人体饮用相应的水后能够促进消化吸收，改善身体微循环，消除疲劳，提高免疫力，预防衰老；水波炉加热时产生的水蒸汽能够通过复合陶瓷后对食物进行加热，复合陶瓷产生的远红外线和负离子能够同时作用于食物，从而既能够对食物起到杀菌效果，还能够保证对食物加热均匀，充分锁住食物营养成分，得到口感和味道俱佳的食物，营养健康，安全卫生。
为了实现上述目的，特采用以下技术方案：
一种复合陶瓷，按照重量百分数计，主要由以下原料制备得到：MgO 1-10％，SiO22-10％，MnO2 5-10％，Al2O3 1-10％，Cr2O3 5-10％，ZrO2 5-10％，SiC 10-40％，TiO2 1-5％，单体碳0.5-2％，负离子粉1-5％，锗石1-5％，火山石2-5％，高岭土5-10％。
可选地，按照重量百分数计，复合陶瓷主要由以下原料制备得到：MgO 2-8％，SiO22-8％，MnO2 6-10％，Al2O3 2-10％，Cr2O3 6-9％，ZrO2 6-10％，SiC 12-35％，TiO2 2-5％，单体碳1-2％，负离子粉2-5％，锗石2-5％，火山石3-5％，高岭土6-9％。
优选地，按照重量百分数计，复合陶瓷主要由以下原料制备得到：MgO 3-8％，SiO24-8％，MnO2 7-9％，Al2O3 4-9％，Cr2O3 7-9％，ZrO2 6-9％，SiC 15-30％，TiO2 3-5％，单体碳1.5-2％，负离子粉3-5％，锗石3-5％，火山石4-5％，高岭土7-8％。
进一步地，复合陶瓷的制备原料还包括阳离子分散剂。
进一步地，所述复合陶瓷的制备方法，包括如下步骤：将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，球磨均匀，并过筛除铁，在加热活化后制成料浆，进行成型，排蜡，烧结，抛光，得到复合陶瓷；优选地，成型方式为热压铸成型。
具体地，所述复合陶瓷的制备方法中，将各原料组分按配方比例加入球磨机中进行干式球磨45-50h。
进一步地，加热活化的温度为550-650℃，加热活化的时间为3.5-4.5h。
优选地，复合陶瓷的制备方法包括如下步骤：将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，进行干式球磨48h，球磨均匀，并过筛除铁；在600℃加热活化4h后，加入蜂蜡和陶瓷专用分散剂制成料浆，进行成型，排蜡，烧结，抛光，得到复合陶瓷；
优选地，成型的方式为热压铸成型；
优选地，成型的方式为挤压成型，将挤压成型得到的坯体进行干燥、预烧和烧结；干燥温度为75-85℃，干燥时间为10-12h；预烧温度为1000-1100℃，预烧时间为7-9h；烧结温度为1300-1400℃，烧结时间为3-5h；
优选地，成型的方式为挤塑成型，将挤塑成型得到的坯体进行排塑、定型和烧结；排塑温度为170-190℃，排塑时间为22-24h；定型温度为750-850℃；烧结温度为1300-1400℃，烧结时间为3-5h。
所述复合陶瓷在家用电器中的应用。
所述复合陶瓷在吹风机、暖风机或净水机中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明复合陶瓷中，选择负离子粉、锗石和火山石作为功能原料，能够有效保证复合陶瓷自身持久释放远红外线和负离子，有利于改善人体机能，提高免疫系统和心血管系统的功能，加强新陈代谢，消除疲劳，抗衰老，镇静神经系统，同时还具有抗菌抑菌的功能，能够起到长效的保健作用；选择MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2及单体碳作为主要结构原料，能够保证复合陶瓷具有适宜的硬度、强度和韧性，耐磨损，抗氧化，具有较高的化学稳定性。
(2)本发明制备方法通过将各原料组分球磨混匀后采用热压铸成型制备得到复合陶瓷，不仅能够有效保证复合陶瓷产品的尺寸精度，而且能够使复合陶瓷坯体在排蜡过程中留下均匀的气孔，有效增大了产品与空气的接触面及产品分子间的活性，从而有利于复合陶瓷产品充分释放远红外线和负离子，持久发挥较佳的保健效果；该制备方法的过程简单，可操作性强，并且原料易得，成本较低，能够有效保证复合陶瓷产品性质的均匀性和稳定性，适用于大规模生产，保证产品的质量好，且保健功能长效显著。
(3)应用上述复合陶瓷的家用电器除了具备电器本身的功能外，还具有较佳的保健效果，能够持久放射远红外线和负离子，长期使用相应的家用电器，有利于加强人体新陈代谢，消除疲劳，抗衰老，镇静神经系统，改善人体机能，提高免疫力。
(4)复合陶瓷设置在吹风机和暖风机的出风口处，当暖风吹过本发明复合陶瓷结构时，能够吹出负离子和远红外线，相应的作用于人体后具有直接的保健效果，能够刺激人体细胞，提高新陈代谢和免疫能力；复合陶瓷作为滤芯设置在净水机内，能够对净水机的水进行杀菌和净化，有效吸附水中的重金属等有害物质，同时调节水中pH，增加水中的溶解氧，长期饮用经设置有本发明复合陶瓷滤芯的净水机处理过的水，能够促进消化吸收，改善身体微循环，消除疲劳，提高免疫力，预防衰老；复合陶瓷设置在水波炉的内部，水波炉加热时产生的水蒸汽能够通过复合陶瓷后对食物进行加热，复合陶瓷产生的远红外线和负离子能够同时作用于食物，从而既能够对食物起到杀菌效果，还能够保证对食物加热均匀，充分锁住食物营养成分，得到口感和味道俱佳的食物，营养健康，安全卫生。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施方式中所述的“主要由……”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述复合陶瓷不同的特性。除此之外，本发明实施方式所述的“主要由……”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……”。
一种复合陶瓷，按照重量百分数计，主要由以下原料制备得到：MgO 1-10％，SiO22-10％，MnO2 5-10％，Al2O3 1-10％，Cr2O3 5-10％，ZrO2 5-10％，SiC 10-40％，TiO2 1-5％，单体碳0.5-2％，负离子粉1-5％，锗石1-5％，火山石2-5％，高岭土5-10％。
负离子粉，是人工合成或者配比的一种复合矿物，为电气石粉加镧系元素或者稀土元素。负离子粉的热电性和压电性，使其极性离子在平衡位置振动而引起偶极矩变化产生远红外波段的电磁辐射，能够形成较强的辐射宽带，对远红外线的发射率为90％以上；此外负离子粉能够产生具有较高活性的负氧离子，负氧离子能够有利于提高人体新陈代谢，增强免疫力，还能够净化空气和水质，具有抗菌杀菌的功效。在本发明实施方式的复合陶瓷中作为功能原料，用于发射远红外线和负离子。
锗石，含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。锗石能够远红外线，波长8-10μm，为人体最适合的吸收频率和波长，吸附人体内的有毒物质和重金属并分解，达到排毒养颜的作用。人体细胞能够随着锗石散发出的波动产生共鸣和共振，锗石能够使人体细胞组织更具活力，并促进血液循坏、增强新陈代谢、及进排除体内废物，还能使生活饮用水和自然水变成活性水，帮助人体提高免疫力。
火山石，俗称浮石或多孔玄武岩，是一种功能型环保材料，火山石中含有钠、镁、铝、硅、钙、钛、锰、铁、镍、钴和钼等几十种矿物质和微量元素，无辐射而具有远红外磁波，能够使水中离子活跃(主要是增加氧离子的含量)，稳定水质，调节pH接近中性，并释放矿物质元素，吸附水中的有害细菌及重金属离子。在本发明实施方式中用于发射远红外线。
高岭土，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土，高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这种形变(即具有可塑性)，高岭土的可塑性较高，因此能够保证陶瓷坯体成型性能较好。
本发明实施方式提供的复合陶瓷中，选择负离子粉、锗石和火山石作为功能原料，能够有效保证复合陶瓷自身持久释放远红外线和负离子，有利于改善人体机能，提高免疫系统和心血管系统的功能，加强新陈代谢，消除疲劳，抗衰老，镇静神经系统，同时还具有抗菌抑菌的功能，能够起到长效的保健作用；选择MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2和单体碳作为主要结构原料，能够保证复合陶瓷具有适宜的硬度、强度和韧性，耐磨损，抗氧化，具有较高的化学稳定性。
可选地，MgO的重量百分数典型但非限制性为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
可选地，SiO2的重量百分数典型但非限制性为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
可选地，MnO2的重量百分数典型但非限制性为5％、6％、7％、8％、9％或10％。
可选地，Al2O3的重量百分数典型但非限制性为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
可选地，Cr2O3的重量百分数典型但非限制性为5％、6％、7％、8％、9％或10％。
可选地，ZrO2的重量百分数典型但非限制性为5％、6％、7％、8％、9％或10％。
可选地，SiC的重量百分数典型但非限制性为10％、12％、15％、17％、20％、22％、25％、28％、30％、32％、35％、38％或40％。
可选地，TiO2的重量百分数典型但非限制性为1％、2％、3％、4％或5％。
可选地，单体碳的重量百分数典型但非限制性为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2.0％。
可选地，负离子粉的重量百分数典型但非限制性为1％、2％、3％、4％或5％。
可选地，锗石的重量百分数典型但非限制性为1％、2％、3％、4％或5％。
可选地，火山石的重量百分数典型但非限制性为2％、3％、4％或5％。
可选地，高岭土的重量百分数典型但非限制性为5％、6％、7％、8％、9％或10％。
在本发明的一种可选实施方式中，按照重量百分数计，复合陶瓷主要由以下原料制备得到：MgO 2-8％，SiO2 2-8％，MnO2 6-10％，Al2O3 2-10％，Cr2O3 6-9％，ZrO2 6-10％，SiC 12-35％，TiO2 2-5％，单体碳1-2％，负离子粉2-5％，锗石2-5％，火山石3-5％，高岭土6-9％。
通过对各原料组分的含量进行合理调整，能够增强复合陶瓷放射远红外线和负离子的功效，使复合陶瓷持久释放更多的负离子，从而使用时有利于促进人体新陈代谢，改善免疫功能，消除疲劳，抗氧化减缓衰老；此外，MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2和单体碳等主要结构原料的配比更合理，能够得到更加坚固耐用和耐高温的复合陶瓷产品。
在本发明的一种优选实施方式中，按照重量份数计，复合陶瓷主要由以下原料制备得到：MgO 3-8％，SiO2 4-8％，MnO2 7-9％，Al2O3 4-9％，Cr2O3 7-9％，ZrO2 6-9％，SiC15-30％，TiO2 3-5％，单体碳1.5-2％，负离子粉3-5％，锗石3-5％，火山石4-5％，高岭土7-8％。
在本发明实施方式中，复合陶瓷的负离子发射量为1500-2000个/cm3，远红外线波长为4-24μm，远红外线发射率大于80％，优选为83-95％。
为了有效防止复合陶瓷在制备过程中原料容易发生团聚的现象，本发明实施方式提供的复合陶瓷中，还包括阳离子分散剂。
可选地，阳离子分散剂典型但非限制性为十八碳烯胺醋酸盐、烷基季铵盐、氨基丙胺二油酸酯、季胺盐、特殊改性的多氨基酰胺磷酸盐中的一种或至少两种。
可选地，阳离子分散剂为购买的市售产品。
根据本发明的另一个方面，本发明实施方式还提供一种上述复合陶瓷的制备方法，包括如下步骤：将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，球磨均匀，并过筛除铁，在加热活化后制成料浆，进行成型，排蜡，烧结，抛光，得到复合陶瓷；优选地，成型方式为热压铸成型。
上述制备方法通过将各原料组分球磨混匀后采用热压铸成型制备得到复合陶瓷，不仅能够有效保证复合陶瓷产品的尺寸精度，而且能够使复合陶瓷坯体在排蜡过程中留下均匀的气孔，有效增大了产品与空气的接触面及产品分子间的活性，从而有利于复合陶瓷产品充分释放远红外线和负离子，持久发挥较佳的保健效果；该制备方法的过程简单，可操作性强，并且原料易得，成本较低，能够有效保证产品性质的均匀性和稳定性，适用于大规模生产，保证产品的质量好，且保健功能长效显著。
可选地，为了保证所制得的复合陶瓷质感均匀细腻，制备时瓷泥具有良好的可塑性，本发明实施方式提供的复合陶瓷的制备方法中，过筛的目数在300目以上。
可选地，为了保证原料研磨充分，同时防止研磨过程中原料颗粒发生团聚的现象，本发明实施方式提供的复合陶瓷的制备方法中，将各原料组分按配方比例加入球磨机中进行干式球磨45-50h。
可选地，干式球磨的时间为45h、46h、47h、48h、49h或50h。
可选地，为了提高原料的品位，避免影响复合陶瓷产品的性能及外观质量，本发明实施方式提供的复合陶瓷的制备方法中，将各原料组分按配方比例加入球磨机中球磨均匀后，需要进行过筛除铁的过程，可以选择电磁除铁器或稀土永磁除铁棒进行除铁，从而保证除铁后的原料制得的产品的性能及外观质量更高。
可选地，为了提高原料的成型及烧结性能，使各成分处于高表面能和高活性的状态，提高可塑性，本发明实施方式提供的复合陶瓷的制备方法中原料在过筛除铁后，还可以进行加热活化，加热活化的温度为550-650℃，加热活化的时间为3.5-4.5h。加热活化处理有利于降低成型和烧结温度，实现节约能源的效果。
可选地，活化温度典型但非限制性为550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640或650℃，活化时间典型但非限制性为3.5h、4.0h或4.5h。
可选地，烧结温度典型但非限制性为850℃、900℃、950℃、1000℃或1050℃，烧结的时间典型但非限制性为4h、4.5h、5h、5.5或6h。由于烧结温度太高会导致负离子释放量反而降低，因此将烧结温度控制在850-1050℃左右，能够得到最大的负离子释放量。
根据本发明制备方法的一种较佳地实施方式，复合陶瓷的制备方法包括如下步骤：将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，进行干式球磨45-50h，球磨均匀，并过筛除铁；在600℃加热活化4h后，加入蜂蜡和陶瓷专用分散剂制成料浆，进行成型，排蜡，烧结，抛光，得到复合陶瓷；优选地，成型的方式为热压铸成型；
优选地，成型的方式为挤压成型，将挤压成型得到的坯体进行干燥、预烧和烧结；干燥温度为75-85℃，干燥时间为10-12h；预烧温度为1000-1100℃，预烧时间为7-9h；烧结温度为1300-1400℃，烧结时间为3-5h；
更优选地，成型的方式为挤压成型，将挤压成型得到的坯体在80℃干燥12h后，在1050℃预烧8h，然后在1035℃烧结4h；
优选地，成型的方式为挤塑成型，将挤塑成型得到的坯体进行排塑、定型和烧结；排塑温度为170-190℃，排塑时间为22-24h；定型温度为750-850℃；烧结温度为1300-1400℃，烧结时间为3-5h；
更优选地，成型的方式为挤塑成型，在将挤塑成型得到的坯体在180℃排塑24h后，在达到800℃后定型，然后在1350℃烧结4h。
可选地，陶瓷专用分散剂为购买的市售产品，典型但非限制性为陶瓷专用分散剂DL-884或HT-5030。
本发明实施方式还提供一种上述复合陶瓷在家用电器中的应用。
应用上述复合陶瓷的家用电器除了具备电器本身的功能外，还具有较佳的保健效果，能够持久放射远红外线和负离子，长期使用相应的家用电器，有利于加强人体新陈代谢，消除疲劳，抗衰老，镇静神经系统，改善人体机能，提高免疫力。
可选地，本发明实施方式还提供一种上述复合陶瓷在吹风机、暖风机、净水机或水波炉中的应用。
复合陶瓷设置在吹风机和暖风机的出风口处，当暖风吹过本发明实施方式的复合陶瓷结构时，能够吹出负离子和远红外线，相应的作用于人体后具有直接的保健效果，能够刺激人体细胞，提高新陈代谢和免疫能力；复合陶瓷作为滤芯设置在净水机内，能够对净水机的水进行杀菌和净化，有效吸附水中的重金属等有害物质，同时调节水中pH，增加水中的溶解氧，长期饮用经设置有本发明实施方式提供的复合陶瓷滤芯的净水机处理过的水，能够促进消化吸收，改善身体微循环，消除疲劳，提高免疫力，预防衰老；复合陶瓷设置在水波炉的内部，水波炉加热时产生的水蒸汽能够通过复合陶瓷后对食物进行加热，复合陶瓷产生的远红外线和负离子能够同时作用于食物，从而既能够对食物起到杀菌效果，还能够保证对食物加热均匀，充分锁住食物营养成分，得到口感和味道俱佳的食物，营养健康，安全卫生。
可选地，本发明提供的复合陶瓷在还能应用于其他家用电器，例如能够设置在电风扇、电水壶、美容仪器或加湿器内，或者发明复合陶瓷的空气净化系统、水净化系统等各类电器设备受本发明保护。凡是设置有本发明提供的复合陶瓷的家用电器，均在本发明的保护范围之内。
下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。
实施例1
按照重量百分数，称取以下制备原料：MgO 10％，SiO2 10％，MnO2 10％，Al2O310％，Cr2O3 10％，ZrO2 10％，SiC 15％，TiO2 4％，单体碳1％，负离子粉4％，锗石3％，火山石3％，高岭土10％。
复合陶瓷的制备方法为：将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，进行干式球磨48h，球磨均匀，过400目筛并除铁；在600℃加热活化4h后，加入蜂蜡和陶瓷专用分散剂制成浆料，进行热压铸成型、排蜡，并在1000℃烧结5h，抛光，得到复合陶瓷。
实施例2
按照重量百分数，称取以下制备原料：MgO 6％，SiO2 5％，MnO2 9％，Al2O3 5％，Cr2O3 8％，ZrO2 6％，SiC 40％，TiO2 1％，单体碳1.5％，负离子粉1％，锗石5％，火山石4％，高岭土8.5％。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
实施例3
按照重量百分数，称取以下制备原料：MgO 8％，SiO2 6％，MnO2 8％，Al2O3 7％，Cr2O3 8％，ZrO2 8％，SiC 30％，TiO2 3％，单体碳2％、负离子粉4％，锗石4％，火山石4％，高岭土8％。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
实施例4
按照重量百分数，称取以下制备原料：MgO 2％，SiO2 9％，MnO2 7％，Al2O3 10％，Cr2O3 10％，ZrO2 8％，SiC 35％，TiO2 2％，单体碳0.5％，负离子粉5％，锗石1％，火山石3％，高岭土7.5％。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
实施例5
按照重量百分数，称取以下制备原料：MgO 9％，SiO2 8％，MnO2 6％，Al2O3 9％，Cr2O3 6％，ZrO2 9％，SiC32％，TiO2 5％，单体碳1％，负离子粉4％，锗石4％，火山石1％，高岭土6％。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
实施例6
按照重量百分数，称取以下制备原料：MgO 10％，SiO2 4％，MnO2 9％，Al2O3 3％，Cr2O3 9％，ZrO2 10％，SiC 28％，TiO2 5％，单体碳2％，负离子粉2％，锗石4％，火山石5％，高岭土9％。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
实施例7
原料组分与实施例3相同。
复合陶瓷的制备方法为：将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，进行干式球磨48h，球磨均匀，过400目筛并除铁；在600℃加热活化4h后，加入蜂蜡和陶瓷专用分散剂制成浆料，进行挤压成型，坯体在80℃干燥12h后，在1050℃预烧8h，然后在1035℃烧结4h，抛光，得到复合陶瓷。
实施例8
原料组分与实施例3相同。
复合陶瓷的制备方法为：将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，进行干式球磨48h，球磨均匀，过400目筛并除铁；在600℃加热活化4h后，加入蜂蜡和陶瓷专用分散剂制成浆料，进行挤塑成型，坯体在180℃排塑24h，达到800℃后定型，然后在1035℃烧结4h，抛光，得到复合陶瓷。
对比例1
按照重量百分数，称取负离子粉0.2％，高岭土11.8％，其它原料组分同实施例3。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
对比例2
按照重量百分数，称取负离子粉7％，高岭土5％，其它原料组分同实施例3。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
对比例3
按照重量百分数，称取锗石0.3％，高岭土11.7％，其它原料组分同实施例3。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
对比例4
按照重量百分数，称取锗石7％，高岭土5％，其它原料组分同实施例3。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
对比例5
按照重量百分数，称取火山石0.5％，高岭土11.5％，其它原料组分同实施例3。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
对比例6
按照重量百分数，称取火山石7％，高岭土5％，其它原料组分同实施例3。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
对比例7
按照重量百分数，称取SiC 5％，高岭土33％，其它原料组分同实施例3。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
对比例8
按照重量百分数，称取SiC 43％，MgO 2％，高岭土0％，其它原料组分同实施例3。
复合陶瓷的制备方法同实施例1。
对比例9
现有的一种复合陶瓷，按照重量百分数配置的原料为：锂电气石32％，球黏土5％，熔块30％，硅藻土10％，海泡石18％，镁质黏土5％，及上述原料总重量12％的羧甲基纤维素、5％的蜡乳浊液、2％的硬脂酸乳浊液及4％甘油；
其中，按重量百分数计，熔块的组成为：SiO2 69.3-72.5，Al2O3 5.4-6.5，Fe2O30.1-0.2，CaO 7.1-8.2，MgO 2.5-3.3，K2O 3.5-4.4，Na2O 8.3-10.2。
检测及结果分析
对本发明实施例1-8、对比例1-6及对比例9的复合陶瓷进行检测。其中，负离子发射量由国家建筑材料工业环境检测中心检测，远红外发射率和波长由国家计量科学研究院检测。检测结果见表1。
表1 复合陶瓷的检测结果
由表1可以看出，与对比例1-6及对比例9相比，由于实施例1-8制得的复合陶瓷中含有特定成分及含量的功能原料负离子粉、锗石和火山石，因此能够保证制得的复合陶瓷自身具有持久发射远红外线及负离子的作用，从而设置在家用电器后能够具有较佳的保健效果；其中，实施例3制得的复合陶瓷中由于各组分配比适宜，通过上述功能原料的与其它原料配合，具有最佳的发射负离子和远红外线的能力。本发明制得的复合陶瓷负离子发射量为1500-2000个/cm3，发射远红外线的波长为5-24μm，远红外线的发射率能够达到83-95％。因此使用设置有本发明实施例提供的复合陶瓷的家用电器，能够更有利于改善人体机能，提高免疫系统和心血管系统的功能，加强新陈代谢，消除疲劳，抗衰老，镇静神经系统，同时还具有抗菌抑菌的功能，能够起到长效的保健作用。
其中，对比例1中负离子粉的含量低于实施例3中的含量，因此实施例3的复合陶瓷负离子发生量更高，保健性能更好；对比例2中负离子粉的含量高于实施例3中的含量，但是相应的负离子发生量却没有增加，即对比例2过多增加负离子粉的含量，以致增加了材料成本，但制得的复合陶瓷的负离子发生量并未优化，也不符合实际生产要求，因此本发明选择了较佳的负离子粉含量，在降低生产成本的基础上保证复合陶瓷具有较佳的负离子发生量。对比例3中锗石的含量低于实施例3中的含量，因此实施例3中复合陶瓷的远红外线发射率更高，保健性能更好，对比例4中锗石的含量高于实施例3中的含量，但是远红外线发射率并未比实施例3高，即对比例4中复合陶瓷的保健性能相比于实施例3并未优化，但是材料成本却增加，不符合实际生产要求，因此本发明选择了较佳的锗石含量，在降低生产成本的基础上保证复合陶瓷具有较高的远红外线发射率，从而能够实现较佳的保健效果。对比例5中火山石的含量低于实施例3中的含量，因此实施例3中复合陶瓷的远红外线发射率更高，保健性能更好，对比例6中火山石的含量高于实施例3，但是远红外线发射率并未比实施例3高，即对比例6中复合陶瓷的保健性能相比于实施例3并未优化，但是材料成本却增加，不符合实际生产要求，因此本发明选择了较佳的火山石含量，在降低生产成本的基础上保证复合陶瓷具有较高的远红外线发射率，从而能够实现较佳的保健效果。对比例9为现有的一种复合陶瓷，其锂电气石的含量显著高于本发明实施例1-8中负离子粉的含量，但是复合陶瓷的负离子发生量及远红外线发射率却相对较低，因此本发明的复合陶瓷具有更适宜的材料含量，并且保健性能更佳。
此外，对本发明实施例1-8、对比例7-9的复合陶瓷进行力学性质的检测，结果见表2。
表2 复合陶瓷的力学性质
由表2可以看出，与对比例7-9相比，本发明实施例1-8制备的复合陶瓷材料具有较佳的力学性能，抵抗弯曲不断裂的能力较强，并且硬度较高，使用时能够保证产品的耐磨损性高，因此具有较长的使用寿命。同时由于本发明实施例1-8制备的复合陶瓷具有较佳的保健性能，因此综合性能优越，兼具较佳的机械力学性能和保健效果。
其中，对比例7中SiC的含量低于实施例3中的含量，因此实施例3得到的复合陶瓷具有较高的断裂韧性，抗弯强度和维氏硬度；对比例8中虽然SiC的含量高于实施例3中的含量，但是断裂任性、抗弯强度和维氏硬度相比于实施例3均未得到优化，而材料成本却增加，不符合实际生产要求，因此本发明选择了较佳的SiC的含量，硬度较高，能够保证较佳的耐磨损性，韧性和抗弯强度较高，能够有效防止断裂和抵抗压力。对比例9中复合陶瓷的力学性能也明显低于实施例3。
综上所述，本发明复合陶瓷能够持久释放远红外线和负离子，起到长效的保健作用，从而有利于改善人体机能，提高免疫系统和心血管系统的功能，加强新陈代谢，消除疲劳，抗衰老，镇静神经系统，同时还具有抗菌抑菌的功能；此外，本发明复合陶瓷具有适宜的硬度、抗弯强度和断裂韧性，耐磨损，抗氧化，具有较高的化学稳定性，适于广泛应用于家用电器(例如吹风机、暖风机、净水机或水波炉等)中，使家用电器兼具电器功能和保健性能，且持久耐用。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以做出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (10)
1.一种复合陶瓷，其特征在于，按照重量百分数计，主要由以下原料制备得到：
MgO 1-10％，SiO2 2-10％，MnO2 5-10％，Al2O3 1-10％，Cr2O3 5-10％，ZrO2 5-10％，SiC10-40％，TiO2 1-5％，单体碳0.5-2％，负离子粉1-5％，锗石1-5％，火山石2-5％，高岭土5-10％。
2.根据权利要求1所述的复合陶瓷，其特征在于，按照重量百分数计，主要由以下原料制备得到：
MgO 2-8％，SiO2 2-8％，MnO2 6-10％，Al2O3 2-10％，Cr2O3 6-9％，ZrO2 6-10％，SiC12-35％，TiO2 2-5％，单体碳1-2％，负离子粉2-5％，锗石2-5％，火山石3-5％，高岭土6-9％。
3.根据权利要求2所述的复合陶瓷，其特征在于，按照重量百分数计，主要由以下原料制备得到：
MgO 3-8％，SiO2 4-8％，MnO2 7-9％，Al2O3 4-9％，Cr2O3 7-9％，ZrO2 6-9％，SiC 15-30％，TiO2 3-5％，单体碳1.5-2％，负离子粉3-5％，锗石3-5％，火山石4-5％，高岭土7-8％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的复合陶瓷，其特征在于，还包括阳离子分散剂。
5.一种权利要求1-4任一项所述复合陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，球磨均匀，并过筛除铁，在加热活化后制成料浆，进行成型，排蜡，烧结，抛光，得到复合陶瓷；
优选地，成型方式为热压铸成型。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将各原料组分按配方比例加入球磨机中进行干式球磨45-50h。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，加热活化的温度为550-650℃，加热活化的时间为3.5-4.5h。
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将MgO、SiO2、MnO2、Al2O3、Cr2O3、ZrO2、SiC、TiO2、单体碳、负离子粉、锗石、火山石及高岭土按配方比例加入球磨机中，并加入任选的阳离子分散剂，进行干式球磨48h，球磨均匀，并过筛除铁；在600℃加热活化4h后，加入蜂蜡和陶瓷专用分散剂制成料浆，进行成型，排蜡，烧结，抛光，得到复合陶瓷；
优选地，成型的方式为热压铸成型；
优选地，成型的方式为挤压成型，将挤压成型得到的坯体进行干燥、预烧和烧结；干燥温度为75-85℃，干燥时间为10-12h；预烧温度为1000-1100℃，预烧时间为7-9h；烧结温度为1300-1400℃，烧结时间为3-5h；
优选地，成型的方式为挤塑成型，将挤塑成型得到的坯体进行排塑、定型和烧结；排塑温度为170-190℃，排塑时间为22-24h；定型温度为750-850℃；烧结温度为1300-1400℃，烧结时间为3-5h。
9.权利要求1-4任一项所述复合陶瓷在家用电器中的应用。
10.权利要求1-4任一项所述复合陶瓷在吹风机、暖风机、净水机或水波炉中的应用。
Priority Applications (2)
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