CN1775711A - 钒钛黑瓷大尺寸光热转换元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了以提钒尾渣为主要原料制造钒钛黑瓷大尺寸光热转换元件的方法，采用提钒尾渣和普通陶瓷原料，用滚压法、半干压法、挤制法、注浆法制造钒钛黑瓷大尺寸中空板，中空板一面覆盖隔热材料即成为钒钛黑瓷红外板，再将另一面封接玻璃板并抽真空，即成为钒钛黑瓷真空太阳板，统称钒钛黑瓷光热转换元件。

Description

钒钛黑瓷大尺寸光热转换元件的制造方法

(一)技术领域

本发明涉及光热转化元件的制造方法，具体地说是关于钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的制造方法，更详细地说是关于用于阳光吸收、红外辐射的钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的制造方法。

(二)背景技术

中国专利CN85102464叙述了以提钒尾渣为原料之一生产各种黑色陶瓷制品的方法，本发明是对上述方法的改进和发展。

以钒钛磁铁矿为原料制取钒渣，从钒渣中浸取钒盐，剩余的残渣称作提钒尾渣。将提钒尾渣与通常陶瓷原料混合，当提钒尾渣含量大于30％(重量)时，所制造的黑色陶瓷制品称作钒钛黑瓷制品，这种陶瓷材料称作钒钛黑瓷。钒钛黑瓷中Fe、Mn、Ti、Cr、V的化合物占总重量的15％以上，而普通陶瓷中SiO₂、Al₂O₃占总重量90％以上，两者工艺性能和材料性能均有较大差别。钒钛黑瓷被加热时会发射红外射线，具有较高的红外辐射率，钒钛黑瓷被阳光照射时会大量吸收阳光中的能量，具有较高的阳光吸收率，钒钛黑瓷是优良的光热转换材料。

钒钛黑瓷整体黑色，强度高，理化性能优良，以前钒钛黑瓷大量用于生产实心的表面磨光的建筑装饰板，用于建筑物装饰。建筑装饰中黑色显示沉稳、庄重，钒钛黑瓷装饰板就是利用钒钛黑瓷黑色纯正这一特性，而其光热转换特性未得到充分开发和利用。

(三)发明内容

本发明的目的是为了充分开发和利用钒钛黑瓷的光热转换性能。

本发明是这样实现的：将提钒尾渣与通常陶瓷原料混合，提钒尾渣含量不少于30％(重量)，一般为40～60％，将上述混合物称作钒钛黑瓷原料，在此混合物中均匀混入纤维材料以增加素坯强度，经常规陶瓷工艺处理后，以滚压成型或半干压成型方法，成型为厚度3～10毫米，投影面积不小于0.2平方米，一般为0.2～5平方米的钒钛黑瓷素坯板，素坯板经干燥，以1050-1200C的温度烧结成为钒钛黑瓷平板，将两块钒钛黑瓷平板平行相隔一定距离，两端设置进出通道口和端头板，四周和中间衬板等各接合部间以胶粘剂或烧成温度低于钒钛黑瓷的结合材料封接，经固化或烧成得到钒钛黑瓷大尺寸中空板，将比中空板尺寸略大的玻璃平板放在耐热凹模上加热、加压使玻璃板随模下凹，将中空板经预热置于玻璃板上，调节温度、压力使玻璃板与中空板封接，也可采用将玻璃板先成型再封接的办法，将玻璃板与中空板间形成的空腔抽真空并封闭，在中空板背面被覆隔热材料并形成一体，这样的复合板称作钒钛黑瓷真空太阳板，将太阳板的玻璃面向太阳，抽取中空板中温度升高的介质即取得了能量，上述钒钛黑瓷中空板不覆盖玻璃层并在中空板内设置加热器或向中空板内通入热流体，中空板表面就会向外发射红外射线，此时中空板体被称作钒钛黑瓷红外板。

钒钛黑瓷真空太阳板和钒钛黑瓷红外板统称为钒钛黑瓷大尺寸光热转换元件。

为增加素坯和制品强度，在原料中加入各种无机、有机纤维材料，长纤维和短纤维，如陶瓷纤维、玻璃纤维、碳纤维、尼龙纤维、麻纤维等。

将两块钒钛黑瓷板结合为中空板可采用机械、有机材料胶结、无机材料烧结等多种办法，可采用常温固化、热固化树脂，可采用陶瓷泥条、陶瓷泥浆结合，经干燥，烧结为一体，也可采用在空气中可自凝固材料如高强水泥类材料，及水泥与胶黏剂相结合的材料等。

钒钛黑瓷中空板可以采用两平板结合的方式构成，也可采用真空练泥、大直径挤出机挤出多孔板的办法成型和石膏模具注浆成型的办法制得。

钒钛黑瓷具有较高的强度，附加的玻璃板和隔热材料可进一步提高其刚性，钒钛黑瓷真空太阳板可以用作房顶和墙面材料，同时收集太阳能。

(四)附图说明

以下结合附图详细说明本发明的特点：

图1将两块钒钛黑瓷平板与衬条、端头板、进出通道口用结合材料结合在一起的钒钛黑瓷大尺寸中空板。结合材料是常温或加热固化的有机材料，也可以是烧结温度低于钒钛黑瓷的无机材料。当较高温度的流体通过中空板时，钒钛黑瓷板辐射出红外射线。不安装通道口和端头板的中空板中可以穿入加热元件，加热使钒钛黑瓷板辐射出红外射线。红外射线可用于人体红外线理疗和加热物体。

图2经真空练泥以挤制多孔板的方法制造的钒钛黑瓷大尺寸中空板，上面与玻璃板封接，所形成的空腔抽真空，下面被覆隔热材料并形成一体，成为钒钛黑瓷真空太阳板，当阳光照射时，中空板中的流体被加热。

图中：1-钒钛黑瓷平板    2-钒钛黑瓷衬条   3-结合材料

      4-通道口          5-端头板         6-玻璃与钒钛黑瓷中

      空板封接处        7-玻璃板         8-真空

      9-钒钛黑瓷大尺寸中空板             10-流体通道

      11-隔热材料

(五)具体实施方案

实施例：

1.以提钒尾渣50％、粘土35％、堇青石粉10％、锆英砂5％经球磨，过筛，加入陶瓷短纤维，泥浆池搅拌，压滤，练泥，真空练泥，滚压成型，干燥，烧成为2000×1000×5mm钒钛黑瓷平板，如图1将两块上述黑瓷平板、钒钛黑瓷衬条、端头板、通道口用低温陶瓷泥浆粘结在一起，经烧成为钒钛黑瓷大尺寸中空板，将上述中空板一面被覆隔热材料后安装在烘房内壁上，向中空板内注入550℃热气，中空板即为钒钛黑瓷红外板，由未被覆面向目标物辐射红外射线。

2.以提钒尾渣55％，粘土30％，锂辉石5％，堇青石5％，锆英砂5％经球磨，过筛，压滤，练泥，真空练泥，挤出成型为3000×1000×30mm多孔的中空板，中空板中的加强筋和四周壁厚为4mm，将两端头的中间加强筋挖掉50mm，将预制的钒钛黑瓷素坯端头板、通道口用钒钛黑瓷泥浆粘结在一起，经干燥，烧成成为钒钛黑瓷大尺寸中空板，将比中空板略大，6mm厚的玻璃平板放在耐热凹模上加热、加压使玻璃板随模下凹10mm，将中空板预热后置于玻璃板上，加热、加压使玻璃板四周与中空板四周封接，将所形成的空腔抽成真空并封闭，在中空板背面被覆隔热材料并形成一体，这样的复合板就是钒钛黑瓷真空太阳板。

3.两块1800×1200×5mm的钒钛黑瓷平板为半干压成型，烧结，其余与实施例1相同。

4.2000×1000×25mm的钒钛黑瓷多孔的中空板为石膏模注浆成型，其余与实施例2相同。

Claims (9)

1.制造钒钛黑瓷大尺寸光热转换元件的方法，其特征在于将提钒尾渣与通常陶瓷原料混合，提钒尾渣不少于30％(重量)，混入纤维材料以滚压或半干压方法成型为厚度3～10mm，投影面积不小于0.2平方米素坯板，经干燥、以1050-1200℃的温度烧成为钒钛黑瓷平板，将两块平板平行相隔一定距离，两端设置进出通道口和端头板，四周和中间衬板等各接合部之间以胶粘剂或烧成温度低于钒钛黑瓷的结合材料封接，经固化或烧成得到钒钛黑瓷大尺寸中空板，将比中空板尺寸略大的玻璃平板放在耐热凹模上加热、加压使玻璃板随模下凹，将中空板经预热置于玻璃板上，调节温度、压力使玻璃板与中空板封接，也可采用将玻璃板先成型再封接的办法，将玻璃板与中空板间形成的空腔抽真空封闭，在中空板背面被覆隔热材料并形成一体，这样的复合板称作钒钛黑瓷真空太阳板，上述钒钛黑瓷中空板不覆盖玻璃并在中空板中设置加热器或向中空板内通入热流体，中空板表面就会发射红外线，此时中空板体称作钒钛黑瓷红外板，钒钛黑瓷真空太阳板和钒钛黑瓷红外板统称钒钛黑瓷大尺寸光热转换元件。

2.根据权利要求1所述制造钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的方法，其特征在于所述的提钒尾渣是指钒钛磁铁矿制取钒渣，从钒渣中浸取钒盐后剩余的残渣。

3.根据权利要求1所述钒钛黑瓷中Fe、Mn、Ti、Cr、V的化合物占总重量的15％以上。

4.根据权利要求1所述制造钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的方法，其特征在于所述的纤维材料是指无机纤维、有机纤维、长纤维和短纤维。

5.根据权利要求1所述制造钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的方法，其特征在于所述的结合材料是指无机材料，热固化、常温固化树脂，陶瓷泥浆，在空气中可自凝固材料等。

6.根据权利要求1所述制造钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的方法，其特征在于所述的钒钛黑瓷大尺寸中空板可以用挤制多孔板的方法制得。

7.根据权利要求1所述制造钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的方法，其特征在于所述的钒钛黑瓷大尺寸中空板可以用石膏模注浆的方法制得。

8.根据权利要求1所述制造钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的方法，其特征在于所述的钒钛黑瓷真空太阳板用作房顶材料，同时收集太阳能。

9.根据权利要求1所述制造钒钛黑瓷大尺寸光热转化元件的方法，其特征在于所述的钒钛黑瓷真空太阳板用作墙面材料，同时收集太阳能。

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