CN113248236A - 一种红外氧化铝陶瓷健身球及其制备方法 - Google Patents

一种红外氧化铝陶瓷健身球及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种红外氧化铝陶瓷健身球，由氧化铝陶瓷和红外陶瓷制成，其中，氧化铝陶瓷的重量占比为45％～98％；所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：45％～97％α‑Al2O3、1％～30％CaO、1％～30％MgO、1％～8％黏土；所述的红外陶瓷包括以下重量百分比的组分：45％～55％石英、10％～20％长石、30％～40％硬质高岭土。此外，本发明还公开了红外氧化铝陶瓷健身球的制备方法。该红外氧化铝陶瓷健身球，温润如玉，密度适中，并具有红外保健功能。

Description

一种红外氧化铝陶瓷健身球及其制备方法
技术领域
本发明属于氧化铝陶瓷领域，具体涉及一种红外氧化铝陶瓷健身球及其制备方法。
背景技术
健身球是我国传统健身保健器具之一，通过指掌运动，可以使手指、手掌、手腕弯曲伸展灵活，促进指、腕、肘等上肢肌肉的运动，有很好的损伤恢复和康复功能，可防止和纠正老年人退行性病变所致的上肢麻木无力、颤抖、握力减退等症状。
通常，健身球采用陶瓷材料，其断裂韧性低，容易出现裂纹或开裂的情况，尤其是在低温环境冻融的条件下更为严重，从而严重影响陶瓷球的产品质量及外形美观，大大限制了其工作可靠性和适应性。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术存在的问题和/或不足，本发明的目的在于提供一种红外氧化铝陶瓷健身球及其制备方法。该红外氧化铝陶瓷健身球，温润如玉，密度适中，并具有红外保健功能。
本发明提供的一种红外氧化铝陶瓷健身球，由氧化铝陶瓷和红外陶瓷制成，其中，氧化铝陶瓷的重量占比为45％～98％；
所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：45％～97％α-Al2O3、1％～30％CaO、1％～30％MgO、1％～8％黏土；所述的红外陶瓷包括以下重量百分比的组分：45％～55％石英、10％～20％长石、30％～40％硬质高岭土。
进一步的，
在上述任一技术方案中，所述氧化铝陶瓷的粒度D50为80μm～120μm；优选的，所述氧化铝陶瓷的粒度D50为100μm±5μm。
进一步的，
在上述任一技术方案中，所述红外陶瓷的粒度D50为20μm～60μm；优选的，所述红外陶瓷的粒度D50为45μm±5μm。
进一步的，
在上述任一技术方案中，氧化铝陶瓷的重量占比为75％～97％或85％～90％。
进一步的，
在上述任一技术方案中，所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：93％α-Al2O3、2％CaO、2％MgO、3％黏土。
进一步的，
在上述任一技术方案中，所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：95％α-Al2O3、1.5％CaO、1.5％MgO、2％黏土。
进一步的，
在上述任一技术方案中，所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：80％α-Al2O3、9％CaO、9％MgO、2％黏土。
进一步的，
在上述任一技术方案中，所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：90％α-Al2O3、3％CaO、3％MgO、4％黏土。
进一步的，
在上述任一技术方案中，所述红外氧化铝陶瓷健身球的直径为78mm±5mm；优选的，所述红外氧化铝陶瓷健身球的直径为78mm±2mm。
此外，本发明还提供了上述任意一项所述红外氧化铝陶瓷健身球的制备方法，包括以下步骤：
(1)取α-Al2O3、CaO、MgO和黏土，制成氧化铝陶瓷；
(2)取石英、长石、硬质高岭土，制成红外陶瓷；
(3)将氧化铝陶瓷和红外陶瓷混匀，压制成型为球；优选压制成型的压力为300MPa±50MPa；
(4)将球埋在刚玉砂中，烧结，抛光，检测直径，配对，即得红外氧化铝陶瓷健身球；优选的，烧结的温度1500℃～1800℃，烧结的时间为8小时～12小时。
本发明的红外氧化铝陶瓷健身球，具有如下有益效果：(1)具有较高的致密度以及弯曲强度和断裂韧性，尤其是断裂韧性高，不易出现裂纹或开裂；(2)密度适中，手感如玉，非常适合人手的握度；(3)具有红外保健功能，表面温度比较稳定。
附图说明
图1是本发明红外氧化铝陶瓷健身球的制备方法工艺流程图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明中，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。
实施例1
本发明红外氧化铝陶瓷健身球，包括：95％氧化铝陶瓷和5％红外陶瓷(重量百分比)；其中，氧化铝陶瓷的粒度(D50)为100μm，红外陶瓷的粒度(D50)为45μm；
氧化铝陶瓷包括：93％α-Al2O3、2％CaO、2％MgO、3％黏土(重量百分比)；
红外陶瓷包括：50％石英、15％长石、35％硬质高岭土(重量百分比)；
制备方法：
(1)按照配比，取α-Al2O3、CaO、MgO和黏土，研磨成粒度(D50)为0.8μm，离心式喷雾造粒，得到粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷；
(2)按照配比，取石英、长石、硬质高岭土，研磨成粒度(D50)为45μm的红外陶瓷；
(3)按照配比，将粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷、粒度(D50)为45μm的红外陶瓷在混料机中充分混合至少30分钟，300MPa压力成型为球：直径78mm，修整使其圆度≤0.01；
(4)将球埋在刚玉砂(粒度45μm)中，于1600℃烧结10小时，抛光，检测直径，配对，即得红外氧化铝陶瓷健身球。
实施例2
本发明红外氧化铝陶瓷健身球，包括：97％氧化铝陶瓷和3％红外陶瓷(重量百分比)；其中，氧化铝陶瓷的粒度(D50)为100μm，红外陶瓷的粒度(D50)为45μm；
氧化铝陶瓷包括：95％α-Al2O3、1.5％CaO、1.5％MgO、2％黏土(重量百分比)；
红外陶瓷包括：50％石英、15％长石、35％硬质高岭土(重量百分比)；
制备方法：
(1)按照配比，取α-Al2O3、CaO、MgO和黏土，研磨成粒度(D50)为0.8μm，离心式喷雾造粒，得到粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷；
(2)按照配比，取石英、长石、硬质高岭土，研磨成粒度(D50)为45μm的红外陶瓷；
(3)按照配比，将粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷、粒度(D50)为45μm的红外陶瓷在混料机中充分混合至少30分钟，300MPa压力成型为球：直径78mm，修整使其圆度≤0.01；
(4)将球埋在刚玉砂(粒度45μm)中，于1650℃烧结10小时，抛光，检测直径，配对，即得红外氧化铝陶瓷健身球。
实施例3
本发明红外氧化铝陶瓷健身球，包括：90％氧化铝陶瓷和10％红外陶瓷(重量百分比)；其中，氧化铝陶瓷的粒度(D50)为100μm，红外陶瓷的粒度(D50)为45μm；
氧化铝陶瓷包括：93％α-Al2O3、2％CaO、2％MgO、3％黏土(重量百分比)；
红外陶瓷包括：50％石英、15％长石、35％硬质高岭土(重量百分比)；
制备方法：
(1)按照配比，取α-Al2O3、CaO、MgO和黏土，研磨成粒度(D50)为0.8μm，离心式喷雾造粒，得到粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷；
(2)按照配比，取石英、长石、硬质高岭土，研磨成粒度(D50)为45μm的红外陶瓷；
(3)按照配比，将粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷、粒度(D50)为45μm的红外陶瓷在混料机中充分混合至少30分钟，300MPa压力成型为球：直径78mm，修整使其圆度≤0.01；
(4)将球埋在刚玉砂(粒度45μm)中，于1600℃烧结10小时，抛光，检测直径，配对，即得红外氧化铝陶瓷健身球。
实施例4
本发明红外氧化铝陶瓷健身球，包括：50％氧化铝陶瓷和50％红外陶瓷(重量百分比)；其中，氧化铝陶瓷的粒度(D50)为100μm，红外陶瓷的粒度(D50)为45μm；
氧化铝陶瓷包括：50％α-Al2O3、25％CaO、20％MgO、5％黏土(重量百分比)；
红外陶瓷包括：50％石英、15％长石、35％硬质高岭土(重量百分比)；
制备方法：
(1)按照配比，取α-Al2O3、CaO、MgO和黏土，研磨成粒度(D50)为0.8μm，离心式喷雾造粒，得到粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷；
(2)按照配比，取石英、长石、硬质高岭土，研磨成粒度(D50)为45μm的红外陶瓷；
(3)按照配比，将粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷、粒度(D50)为45μm的红外陶瓷在混料机中充分混合至少30分钟，300MPa压力成型为球：直径78mm，修整使其圆度≤0.01；
(4)将球埋在刚玉砂(粒度45μm)中，于1600℃烧结10小时，抛光，检测直径，配对，即得红外氧化铝陶瓷健身球。
实施例5
本发明红外氧化铝陶瓷健身球，包括：75％氧化铝陶瓷和25％红外陶瓷(重量百分比)；其中，氧化铝陶瓷的粒度(D50)为100μm，红外陶瓷的粒度(D50)为45μm；
氧化铝陶瓷包括：80％α-Al2O3、9％CaO、9％MgO、2％黏土(重量百分比)；
红外陶瓷包括：50％石英、15％长石、35％硬质高岭土(重量百分比)；
制备方法：
(1)按照配比，取α-Al2O3、CaO、MgO和黏土，研磨成粒度(D50)为0.8μm，离心式喷雾造粒，得到粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷；
(2)按照配比，取石英、长石、硬质高岭土，研磨成粒度(D50)为45μm的红外陶瓷；
(3)按照配比，将粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷、粒度(D50)为45μm的红外陶瓷在混料机中充分混合至少30分钟，300MPa压力成型为球：直径78mm，修整使其圆度≤0.01；
(4)将球埋在刚玉砂(粒度45μm)中，于1650℃烧结10小时，抛光，检测直径，配对，即得红外氧化铝陶瓷健身球。
实施例6
本发明红外氧化铝陶瓷健身球，包括：85％氧化铝陶瓷和15％红外陶瓷(重量百分比)；其中，氧化铝陶瓷的粒度(D50)为100μm，红外陶瓷的粒度(D50)为45μm；
氧化铝陶瓷包括：90％α-Al2O3、3％CaO、3％MgO、4％黏土(重量百分比)；
红外陶瓷包括：50％石英、15％长石、35％硬质高岭土(重量百分比)；
制备方法：
(1)按照配比，取α-Al2O3、CaO、MgO和黏土，研磨成粒度(D50)为0.8μm，离心式喷雾造粒，得到粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷；
(2)按照配比，取石英、长石、硬质高岭土，研磨成粒度(D50)为45μm的红外陶瓷；
(3)按照配比，将粒度(D50)为100μm的氧化铝陶瓷、粒度(D50)为45μm的红外陶瓷在混料机中充分混合至少30分钟，300MPa压力成型为球：直径78mm，修整使其圆度≤0.01；
(4)将球埋在刚玉砂(粒度45μm)中，于1600℃烧结10小时，抛光，检测直径，配对，即得红外氧化铝陶瓷健身球。
实施例7
对实施例1～6制得的红外氧化铝陶瓷健身球进行如下项目测试：致密度、弯曲强度和断裂韧性，测试结果见表1。
表1、红外氧化铝陶瓷健身球的性能测试结果
测试项目 致密度(％) 弯曲强度(MPa) 断裂韧性(MPa·m<sup>1/2</sup>)
实施例1 96.5％ 957 18.2
实施例2 95.3％ 1056 13.5
实施例3 96.2％ 865 22.8
实施例4 98.5％ 594 9.4
实施例5 97.4％ 783 14.3
实施例6 96.8％ 817 23.1
实施例8
将实施例1～6制得的红外氧化铝陶瓷健身球置于-5℃条件下12小时，再置于室温(25℃)条件下12小时，此为冻融循环一次，如此冻融循环三次，再进行弯曲强度和断裂韧性测试，结果见表2。
表2、冻融循环后的性能测试结果
Figure BDA0003129168880000061
Figure BDA0003129168880000071
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，由氧化铝陶瓷和红外陶瓷制成，其中，氧化铝陶瓷的重量占比为45％～98％；
所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：45％～97％α-Al2O3、1％～30％CaO、1％～30％MgO、1％～8％黏土；所述的红外陶瓷包括以下重量百分比的组分：45％～55％石英、10％～20％长石、30％～40％硬质高岭土。
2.根据权利要求1所述的红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，所述氧化铝陶瓷的粒度D50为80μm～120μm；优选的，所述氧化铝陶瓷的粒度D50为100μm±5μm。
3.根据权利要求1或2所述的红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，所述红外陶瓷的粒度D50为20μm～60μm；优选的，所述红外陶瓷的粒度D50为45μm±5μm。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，氧化铝陶瓷的重量占比为75％～97％或85％～90％。
5.根据权利要求1～3任意一项所述的红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：93％α-Al2O3、2％CaO、2％MgO、3％黏土。
6.根据权利要求1～3任意一项所述的红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：95％α-Al2O3、1.5％CaO、1.5％MgO、2％黏土。
7.根据权利要求1～3任意一项所述的红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：80％α-Al2O3、9％CaO、9％MgO、2％黏土。
8.根据权利要求1～3任意一项所述的红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，所述的氧化铝陶瓷包括以下重量百分比的组分：90％α-Al2O3、3％CaO、3％MgO、4％黏土。
9.根据权利要求1～3任意一项所述的红外氧化铝陶瓷健身球，其特征在于，所述红外氧化铝陶瓷健身球的直径为78mm±5mm；优选的，所述红外氧化铝陶瓷健身球的直径为78mm±2mm。
10.权利要求1～9任意一项所述红外氧化铝陶瓷健身球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取α-Al2O3、CaO、MgO和黏土，制成氧化铝陶瓷；
(2)取石英、长石、硬质高岭土，制成红外陶瓷；
(3)将氧化铝陶瓷和红外陶瓷混匀，压制成型为球；优选压制成型的压力为300MPa±50MPa；
(4)将球埋在刚玉砂中，烧结，抛光，检测直径，配对，即得红外氧化铝陶瓷健身球；优选的，烧结的温度1500℃～1800℃，烧结的时间为8小时～12小时。
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