功能性负离子铸铁搪瓷研制及性能表征

摘要

电气石粉体具有发射空气负离子的性能已经得到世界各国科学家的认可,并广泛应用于各个领域。但将电气石应用于搪瓷,并无相关文献和报道。本课题首次将电气石超细粉体引入到铸铁搪瓷釉中,并通过探索合理的搪瓷面釉配方和独特的烧成工艺,研制出了具有应用价值的负离子搪瓷材料,该材料不仅具有超强的发射负离子功能,同时也具备了优良的搪瓷理化性能(如白度、光泽度、耐酸、耐碱)。
　　 本研究发现,合理的瓷釉组成对负离子搪瓷材料的各项理化性能至关重要,本课题研究出的锑白釉与电气石粉末具有良好的结合能力,不仅不会破坏电气石的晶体结构,而且还能保证搪瓷材料对理化性能的较高要求；本研究发现,烧成工艺是决定搪瓷材料负离子发射性能和其他理化性能的另一个重要因素,经多次试验,本研究找到了最佳的烧成温度,为840±10℃,在该烧成温度下,同时根据样板、瓷层厚度等情况控制好烧成时间,可以使瓷釉层达到良好的外观和理化性能,同时能很好地发挥起发射负离子的功能。研究还发现,电气石粉末的磨加量对搪瓷材料的负离子功能也有着重要的影响,本论文确定了电气石与铸铁搪瓷釉的最佳磨加配比为10wt％。通过X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对该材料的晶体结构和表面的显微形貌进行分析后,确认该材料的主要晶相为六方柱状。由此得知,特定的涂搪烧成工艺下,在铸铁搪瓷釉中所磨加的电气石的晶体结构没有发生相变,因此可以确定:添加电气石粉末是使该材料具有发射负离子功能的主要因为。
　　 最终经过对瓷釉组成、电气石磨加量、以及负离子搪瓷材料的制备工艺等系统研究,研制出的负离子搪瓷材料,经ITC-201A Smart IonsMonitor负离子测试仪(日本)检测,其发射负离子最高可达28090个/cm3,1分钟平均值为1160个/cm3；根据《国际医学杂志》上刊登的关于“负离子含量与健康关系表”,可以得出该搪瓷材料负离子含量相当于都市公园、郊外田野等级,有着增强人体免疫力及抗菌力的功能,具有良好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论8

1.1 空气负离子的基本概念及其作用

1.2 电气石的功效及其作用机理研究现状

1.2.1 电气石具有产生负离子的能力:

1.2.2 电气石其有使水弱碱化的作用

1.3 电气石功能性产品的研究和开发现状

1.4 电气石研究目前存在的问题

1.5 选题依据

1.6 研究目的内容及研究方案

1.6.1 研究目的内容

1.6.2 研究方法及技术路线内容

第二章 试验样品、设备和研究方法

2.1 实验原料

2.1.1 化工原料

2.1.2 矿物原料

2.1.3 电气石矿石

2.1.4 铸铁样板

2.2 实验设备及检验仪器

2.2.1 实验设备

2.2.2 检测仪器

2.3 研究方法

2.3.1 样品制备方法

2.3.2 样品检测方法

第三章 面釉烧成工艺对负离子搪瓷理化性能

3.1 引言

3.2 实验过程

3.2.1 基础搪瓷试样制备

3.2.2 磨加物配比设计

3.2.3 图搪工艺

3.2.4 烧成工艺

3.3 检测过程

3.3.1 实验现象

3.3.2 负离子性能测定

3.4 试验结果与讨论

3.4.1 烧成温度对负离子铸铁搪瓷外观的影响

3.4.2 烧成温度对电气石铸铁搪瓷发射负离子性能的影响

3.5 小结

第四章 电气石含量对负离子搪瓷理化性能

4.1 引言

4.2 试验过程

4.3 检测过程

4.3.1 负离子搪瓷样品理化性能测试

4.3.1 搪瓷负离子性能测试

4.4 结果与讨论

4.4.1 超细电气石粉体加入量对瓷面理化性能的影响

4.4.1 超细电气石粉体加入量对瓷面发射负离子性能的影响

4.5 小结

第五章 负离子搪瓷晶体结构和显微形貌分析

5.1 检测过程

5.1.1 扫描电镜(SEM)

5.1.2 X射线衍射(XRD)

5.2 结果分析与讨论

5.2.1 负离子搪瓷样品表面显微形貌分析-扫描电镜(SEM)

5.2.2 电气石表面晶体结构分析-X射线衍射(XRD)

5.2.3 功能性负离子搪瓷机理研究讨论

第六章 结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢