电气石在铸铁搪瓷中的应用与负离子功效研究

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1、http://www.paper.edu.cn电气石在铸铁搪瓷中的应用与负离子功效研究1121陈丽芸王瑛叶正涛蒋伟忠1东华大学材料科学与工程学院(200051)2台湾科技大学纤维及高分子工程系E-mail:liyun_chen@163.com摘要：通过将电气石磨加到铸铁搪瓷面釉中，并对铸铁搪瓷的制作工艺进行合理设计，获得了具有产生负离子功能的铸铁搪瓷。经ITC-201ASmartIonsMonitor负离子测试仪（日33本）检测，其发射负离子最高可达28090个/cm，1分钟平均值为1160个/cm；用X－射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对负

2、离子铸铁搪瓷的晶体结构和显微结构进行分析，结果表明：该铸铁搪瓷面釉中所磨加的电气石，经过涂搪烧成后，其晶体结构没有发生相变，仍为六方柱状晶体，从而得出结论：磨加电气石超细粉体是使该铸铁搪瓷获得负离子功能的主要原因。关键词：负离子电气石铸铁搪瓷1.引言1902年Aschinass和Caspan肯定了空气负离子的生物学意义，近年来各国开展了大量的【1-2】临床和实验研究，进一步肯定了空气负离子能够促进人体健康的有益作用。根据大地测-量学和地理物理学国际联盟大气联合委员会采用的理论，空气负离子的分子式为O2(H2O)或--【3】OH(H2O)n或CO4(

3、H2O)n。空气负离子经过呼吸系统进入人体，它能够刺激神经系统产生良好效应，改善血液循环，促进人体的新陈代谢调整血液酸碱度，活化细胞，使人能够保持充沛的精力，心情舒畅。天然电气石是一种含硼及成分复杂的硅酸盐矿物，由于其独特的异极对称结构（典型表【4】现为热电性和压电性），具有激发空气负离子的性能。目前国内外利用电气石的特殊性能制作的产品种类非常多，主要集中在纺织行业的纤维制造、用于水处理的陶瓷球、环境保护【5，6】的涂料与涂层材料和家具、人体保健、新科技等方面，而将电气石引入到搪瓷中尚未有文献报道。【4】使电气石产生空气负离子的必要外在条件是使电气

4、石颗粒与水、空气接触。搪瓷产品是在金属表面涂釉，通常用作盛水器皿或能够和空气接触的装饰材料，通过一定的涂搪工艺，将电气石超细粉体引入到搪瓷釉中，可以使其最大程度地接触空气和水，具备了使电气石产生负离子的外部条件。而且搪瓷是一种无机玻璃体，和同属无机矿物的电气石具有相容性，不必对电气石进行表面改性。所以说，从理论上分析，搪瓷产品是最有可能发挥电气石产生负离子功效的载体之一。本文着重研究将超细电气石粉体磨加到铸铁搪瓷釉中，并成功地制备出含超细电气石粉体的铸铁搪瓷，同时对其发射负离子等相关物理化学性能进行测验。结果表明，制作出的含超细电气石粉体的铸铁搪瓷

5、具有优良的负离子发射功能。-1-http://www.paper.edu.cn2.研究过程2.1基础搪瓷试样制备50mm×50mm×7mm铸铁板，经高温、烧油、喷砂等预处理，除去底坯上的油渍、铁锈和污o垢，保持表面干净。根据实验需要，采用工厂常用的铸铁底釉，在910＋10C搪烧一次底釉，并设计低温铸铁面釉，其熔块的化学组成见表1。2.2磨加物配比设计【7】由于铸铁板材较厚，热容量较大，面釉一般采用热洒涂的方法进行涂搪，不加磨加物。本实验中，为了研制具有放射负离子功能的铸铁搪瓷，我们采用磨加的方法，将电气石微粉引入到铸铁面釉中，磨加物的具体比例见表2

6、。表1面釉熔块化学组成范围（ｗｔ％）Table1Formulaofthecovercoatfrit(ｗｔ%)化学组成石英硼砂长石纯碱硝钠氧化锑冰晶氟化钙碳酸钡氧化锌重量百分比25-230-32-52-45-77-92-72-32-59-10722.3涂搪工艺按表2面釉磨加物配方组成称量、混合、球磨，过80目筛，筛余量控制在1％以下。采用人工干粉筛撒法，均匀施面釉2～3次，控制搪瓷瓷层厚度在0.6＋0.1mm的范围内。2.4烧成工艺烧成过程是保证制品内在和外观质量极为重要的一步，必须严格控制烧成工艺条件，掌【8】0握好烧成温度和时间。据文献报道，电气

7、石加热到850C以上，会发生晶相转变，所以铸0o铁搪瓷的烧成温度应尽量控制在850C以内。本研究铸铁搪瓷的烧成温度控制在840＋10C，烧成时间在2＋0.2min，制得A1～A7不同组成的7组样板待测。表2铸铁面釉的磨加物组成（ｗｔ％）及烧成温度Table2.Compositionofthemilladditionofcovercoat（wt%）oandfiringtemperature（C）ofspecimen面釉熔块电气石电气石底釉烧成温度面釉烧成温度序号oo（ｇ）（ｇ）（ｗｔ％）（C）（C）A197.52.52.5910＋10840＋10A2

8、9555910＋10840＋10-2-http://www.paper.edu.cnA392.52.57.5910＋108