CN1367154A - 与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺 - Google Patents

与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件生产工艺,属特种陶瓷能量辐射器件生产工艺技术领域;本发明解决了生产工艺不稳定、不易掌握、制得的辐射器件升温速度慢、阻值分布均匀、冷热交变性能不好的问题,本发明采用不同重量比的三氧化二铝、二氧化硅、氧化铜、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛为原料经粉碎研磨与成份为钾长石、方解石、石英、硼的熔块、三氧化二铝、水、瓷球配制后,再球磨、过筛、甩干、烘干、粉碎、过筛制成基料,按一定重量比将基料与硅粉混合在一起,加油酸和水,混合配制成坯料,经轮碾、成型、高温烧结,两端涂上银浆,经烘干、高温烧渗的一系列生产工艺,制成特种陶瓷能量辐射器件,该辐射器件用于保健和医疗仪器中,具有保健效果好和医疗疗效高的优点和有益效果。

Description

与人体辐射、吸收场相匹配的 特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺
技术领域：本发明涉及一种与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺，属特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺技术领域。
背景技术：目前，远红外直热式辐射元件的生产工艺不稳定，掌握困难，生产出的远红外直热式辐射元件的结构不牢固，热惯性大，易爆裂，而且每一部位的电阻值基本一致，变化不大，因此，其辐射波长亦变化不大，即辐射带宽较窄，不能与人体辐射、吸收场相匹配，对人体的保健、疾病的治疗效果不好；
发明内容：众所周知，人体的温度大约在37℃左右，各部位的温度都有所不同，也就是说，人体各部位的辐射(场)电磁波长也有所不同，波长随温度的变化而变化；凡高于热力学温度零度(-273.15℃)的物体，由于物体内分子的热运动，都会发射各种波长的电磁辐射，对于理想的辐射源而言，其辐射的能量与温度和波长的关系，符合普朗克辐射定律： M λ = C 1 λ 5 · 1 e C 2 / λT - 1
其中：Mλ为黑体单位面积在温度T时、在λ波长处的辐射功率；λ为波长；T为热力学温度；C1、C2为常数；
根据普朗克定律和维恩位移定律结合人体所需要的各种主要的峰值波长，如：手心30℃＝9654nm(纳米)，脑38℃＝9313nm(纳米)；因此，本发明即是研制出一种与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺，解决生产工艺稳定和容艺掌握的问题，使制成的特种陶瓷能量辐射器件辐射波长范围在6000nm～13000nm之间，达到对人体的保健、疾病的治疗的作用；解决辐射器件升温速度慢、易起层、易剥离脱落、热惯性大、全法向发射率较低、频带范围过窄、辐射不稳定、冷热交变性能不好的问题；
与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺：
一、基料的配制：
按重量比：取百分之二十至三十的由三氧化二铝(10～25)％、二氧化硅(50～80)％、氧化铜(0.5～2.0)％、氧化镁(0.5～2.5)％；三氧化二铁(0.1～0.5)％、二氧化钛(0.1～0.5)％、组成并经粉碎研磨后的混合料，百分之四十至五十的三氧化二铝，百分之二十四至三十二的含有(30～36)％钾长石、(30～36)％方解石、(16～24)％石英、(10～18)％硼的熔块，百分之八十至一百二十的水，百分之一百二十至一百八十的瓷球，放入球磨机中进行球磨50至60小时；取出甩干，将溶于水的碱性物质和水排除，使基料的含水量小于20％；将甩干后的基料用手掰成2至3厘米的小块后进行烘干，使含水量小于1.5～3％；再用粉碎机粉碎、经30目筛过筛制得基料；
二、坯料的配制：
按重量比：取瓷球∶硅粉＝1.5～2.5∶0.5～1.5，经球磨8～10小时后，取硅粉(15～25)％、基料(75～85)％均匀混合后球磨，再用40目筛筛除瓷球，按硅粉和基料∶油酸∶水＝90～110∶1～3∶7～8的比例配制成坯料；
三、成型、烧结：
成型：将配制的坯料进行轮碾20～30分钟，使水和油酸均匀分布在混合的硅粉和基料中，用模具压制成成型两端有孔的长方体片子；
烧结：按烧结温度高低分三个阶段，即室温～300℃低温阶段，为物理过程，使片子干燥、排水；300℃～950℃分解氧化阶段；950℃～1260℃即烧成最高温度的高温阶段；最后为冷却阶段，即由烧成最高温度逐渐冷却至室温阶段，取出片子等待涂银；
四、银浆的配制：
按重量比：取料比为氧化银∶氧化铋∶松香∶蓖麻油∶松节油＝80～100∶1～2∶33～35∶5～7∶33～35；而钢球∶料＝1∶1.42～1.79，经球磨后制成银浆，其稠度可用松节油来调整，其粘度可用蓖麻油来调整；
五、涂银、烘干、烧渗：
将银浆涂于片子的两端，在温度为110～130℃条件下烘干1～2小时后再烧渗，在温度为180～300℃条件下，在30～50分钟的烧渗时间内，松香的分解需要大量的氧，从而加速了氧化银的分解，使大量的银渗入片子的两端与其紧密结合为一体形成良好的接触电极。
有益效果及生产工艺的优点和特点：
在高温下促其发生物理和化学变化，将硼元素扩散到硅元素当中，形成不均匀分布的电阻值，再利用氧化银进行烧渗工艺，将氧化银转变为银使硼与硅高温扩散后形成的电阻有良好的欧姆接触(电极)。
该工艺首次尝试将半导体扩散特性原理用至特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺当中，通过试验和试生产，生产工艺非常稳定，而且容易掌握，该工艺与普通陶瓷工艺和半导体工艺不同：
1、普通陶瓷工艺只需要烧制成型器皿和制品，不需要有导电和能量辐射的功能；
2、半导体工艺则利用硅掺杂(硼、锑等)导电，制造出各种不同的电器件。
该工艺是陶瓷工艺和半导体部分工艺的结合，使导电体和辐射体为一体的新型工艺，利用这种工艺制造出的能量辐射器件，具有体积小、升温速度快、不起层、不剥离脱落、热惯性小、全法向发射率高、频带宽、辐射稳定、冷热交变性能好的优点、特点和有益效果。
具体实施方式：
与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射元件的生产工艺：
一、基料的配制：
按重量比：取百分之二十六的由三氧化二铝(21.7％)、二氧化硅(74％)、氧化铜(1.5％)、氧化镁(2％)、三氧化二铁(0.4％)、二氧化钛(0.4％)组成并经粉碎研磨后的混合料，百分之四十六的三氧化二铝，百分之二十八含有33％钾长石、33％方解石、20％石英和14％硼的熔块，百分之百的水，百分之一百五十的瓷球，放入球磨机中进行球磨50至60小时；取出甩干，将溶于水的碱性物质和水排除，使基料的含水量小于20％；将甩干后的基料用手掰成2至3厘米的小块进行烘干，使含水量小于1.5～3％；再用粉碎机粉碎、经30目筛过筛制得基料。
二、坯料的配制：
按重量比：取瓷球∶硅粉＝2∶1，经球磨8～10小时后，取20％硅粉、80％基料均匀混合后球磨，其配比可根据对制作出的特种陶瓷能量辐射器件电阻值大小进行调整，如要求小阻值，则增加硅粉的比例，如要求大阻值，则减小硅粉的比例；球磨后的硅粉和基料的混合料，再用40目筛筛除瓷球，按硅粉和基料∶油酸∶水＝100∶2∶7.5的比例配制成坯料。
三、成型、烧结：
成型：将配制成的坯料进行轮碾20～30分钟，使水和油酸均匀分布在混合的硅粉和基料中，用模具压制成成型两端有孔的长方体片子；
烧结：烧结过程中是物理变化和化学反应交错进行，变化复杂，如体积收缩、硼向硅中扩散、液相的出现、晶型的转变，烧结按温度的高低分三个阶段进行，即室温～300℃的低温阶段，为物理过程，使片子干燥、排水，使粒子靠近，片子有少量收缩；300℃～950℃为分解氧化阶段，片子内部发生了较复杂的物理和化学变化，结晶水和碳酸盐开始分解，有机物、油酸被氧化，石英晶型少量转化，小部分液相产生；950℃～1260℃即烧成最高温度为高温阶段，钾长石、方解石、石英开始熔化，硼向硅中继续扩散，继续排除结晶水，使片子的电阻减小；在这一阶段中，烧结温度的变化与片子的长度和电阻值有密切关系，提高烧结温度时，收缩率增大、电阻值变小，降低烧结温度时，电阻值变大，收缩率减小；最后为冷却阶段，即由烧成最高温度逐渐降低至室温阶段，取出片子等待涂银。
四、银浆的配制：
按重量比：取料比为氧化银∶氧化铋∶松香∶蓖麻油∶松节油＝95∶1.5∶35∶5.5∶34；而钢球∶料＝1∶1.71，经球磨制成银浆，其稠度可用松节油来调整，其粘度可用蓖麻油来调整。
五、涂银、烘干、烧渗：
将银浆涂于片子的两端，在温度为120℃条件下烘干1.5小时后再烧渗，在温度为300℃条件下，40分钟的烧渗时间内，松香的分解需要大量的氧，从而加速了氧化银的分解，使大量的银渗入片子的两端与其紧密结合为一体形成良好的接触电极。
与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺中的原材料分布较广、选取容易，生产工艺非常稳定，而且容易掌握，制成的与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件，具有阻值分布不均匀、体积小、升温速度快、不起层、不剥离脱落、热惯性小、全法向发射率高、频带宽、辐射稳定、冷热交变性能好、用于保健和医疗仪器中还具有效果好和疗效高的优点、特点和有益效果。

Claims (5)

1、一种与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺，其特征在于：
a、基料的配制：
按重量比：取由三氧化二铝(10～25)％、二氧化硅(50～80)％、氧化铜(0.5～2.0)％、氧化镁(0.5～2.5)％、三氧化二铁(0.1～0.5)％、二氧化钛(0.1～0.5)％组成并经粉碎研磨后混合料的百分之二十至三十，百分之四十至五十的三氧化二铝，百分之二十四至三十二的的熔块，百分之八十至一百二十的水，百分之一百二十至一百八十的瓷球，经球磨、甩干、烘干、粉碎、过筛制得基料；
b、坯料的配制：
按重量比：取瓷球∶硅粉＝1.5～2.5∶0.5～1.5，经球磨8～10小时后，取硅粉(15～25)％、基料(75～85)％均匀混合后球磨，再用40目筛筛除瓷球，按硅粉和基料∶油酸∶水＝90～110∶1～3∶7～8的比例配制成坯料；
c、成型、烧结：
成型：将配制成的坯料经轮碾、模具压制成型为两端有孔的长方体片子；
烧结：按烧结温度高低分三个阶段进行，再经冷却阶段后，取出片子等待涂银；
d、银浆的配制：
按重量比：取料比为氧化银∶氧化铋∶松香∶蓖麻油∶松节油＝80～100∶1～2∶33～35∶5～7∶33～35；而钢球∶料＝1∶1.42～1.79，球磨后制成银浆，其稠度可用松节油来调整，其粘度可用蓖麻油来调整；
e、涂银、烘干、烧渗：
将银浆涂于片子的两端，经烘干、烧渗制成与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件。
2、如权利要求1所述的与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺，其特征在于：基料的配制工艺中，放入球磨机中进行球磨的时间为50至60小时；甩干是将溶于水的碱性物质和水排除，使基料的含水量小于20％～25％；将甩干后的基料用手掰成2至3厘米的小块后进行烘干，使含水量小于1.5～3％；再用粉碎机粉碎、经30目筛过筛制得基料。
3、如权利要求1所述的与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺，其特征在于：熔块内含有(30～36)％的钾长石、(30～36)％的方解石、(16～24)％的石英、(10～18)％的硼。
4、如权利要求1所述的与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺，其特征在于：成型、烧结工艺中，轮碾时间为20～30分钟，使水和油酸均匀分布在混合的硅粉和基料中；烧结：烧结温度的三个阶段，一是室温～300℃低温阶段，为物理过程，使片子干燥、排水；二是300℃～950℃分解氧化阶段；三是950℃～1260℃即烧成最高温度的高温阶段。
5、如权利要求1所述的与人体辐射、吸收场相匹配的特种陶瓷能量辐射器件的生产工艺，其特征在于：涂银、烘干、烧渗工艺中，烘干温度为110～130℃条，烘干时间是1～2小时；烧渗温度为180～300℃，烧渗时间在30～50分钟，在此温度下，松香的分解加速了氧化银的分解，使大量的银渗入片子的两端与其紧密结合为一体形成良好的接触电极。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1328348C (zh) * 2003-05-12 2007-07-25 贵研铂业股份有限公司 一种防粘剂和防止高温银浆烧结粘片的方法
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