一种宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102633494A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102633494A(43)申请公布日2012.08.15(21)申请号201210114813.4(22)申请日2012.04.18(71)申请人中国科学院上海硅酸盐研究所地址200050上海市长宁区定西路1295号(72)发明人刘茜唐馥涵张孔庄建东费凡(74)专利代理机构上海海颂知识产权代理事务所(普通合伙)31258代理人何葆芳(51)Int.Cl.C04B35/195(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称一种宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料及其制备方法，所述粉体材料是一种掺杂有Ba2+或/和Fe3+的堇青石基材料。该粉体材料的制备是首先将构成堇青石的先驱原料和掺杂原料按配比溶于醇水混合溶剂中，搅拌，干燥后，在空气气氛下先于600～1000℃进行预烧，再于1150～1350℃进行煅烧；最后随炉冷却到室温。本发明的粉体材料在加热到100℃时，在5～24μm的红外波段内都具有高于0.8的辐射率，尤其在14～20μm的波段内，其红外辐射率大部分高于0.9，明显高于堇青石母体，可满足红外内墙保温涂料、红外陶瓷釉面砖、工业窑炉保温涂层等领域的应用要求。CN1026349ACN102633494A权利要求书1/1页1.一种宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料，其特征在于：是一种掺杂有Ba2+或/和Fe3+的堇青石基材料。2.根据权利要求1所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料，其特征在于：所述的Ba2+或/和Fe3+的掺杂量在所述粉体材料中占10～20mol％。3.根据权利要求2所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料，其特征在于：所述的粉体材料由氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化钡(BaO)和氧化铁(Fe2O3)组成，且各组成的质量百分比如下：上述各组成的质量百分比之和为100％。4.一种权利要求1所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料的制备方法，其特征在于：是首先将构成堇青石的先驱原料和掺杂原料按配比溶于醇水混合溶剂中，搅拌，干燥；然后先在空气气氛下于600～1000℃进行预烧，再在空气气氛下于1150～1350℃进行煅烧；最后随炉冷却到室温，研磨，过筛。5.根据权利要求4所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料的制备方法，其特征在于：构成堇青石的先驱原料为硝酸镁、硝酸铝和正硅酸乙酯，所述的掺杂原料为硝酸钡或/和硝酸铁。6.根据权利要求4所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料的制备方法，其特征在于：所述的醇水混合溶剂是由去离子水与无水乙醇按质量比为(4～6)∶10组成。7.根据权利要求4所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料的制备方法，其特征在于：构成堇青石的先驱原料和掺杂原料的总质量与醇水混合溶剂的质量之比为1∶(14～16)。8.根据权利要求4所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料的制备方法，其特征在于：所述干燥是指在60～90℃烘箱中烘18～24小时。9.根据权利要求4所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料的制备方法，其特征在于：按每小时150～200℃的升温速率升温到预烧温度，预烧时间为1～3小时。10.根据权利要求4所述的宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料的制备方法，其特征在于：按每小时150～600℃的升温速率升温到煅烧温度，煅烧时间为1～4小时。2CN102633494A说明书1/4页一种宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种红外辐射粉体材料及其制备方法，具体说，是涉及一种可适用于红外内墙保温涂料、红外陶瓷釉面砖、工业窑炉保温涂层及面砖等民用和工业节能领域的，在较宽波段内均具有高红外辐射率的粉体材料及其制备方法，属于功能材料技术领域。背景技术[0002]为社会和经济的可持续发展，近年来，节能减排已成为全社会共同努力的目标。对于工业生产上必不可少的工业窑炉(如烧制耐火砖、合成化学品等)，由于其工作温度较高，热交换以辐射传热为主。依据传热原理分析，如果将红外辐射涂料用于工业窑炉，可以提高炉内参与辐射传热的物体表面辐射系数，进而改善传热过程，减少热散失，提高热能利用率。但现有的红外辐射粉体一般都只在特定波段(6～18μm)内具有较高的发射率，强辐射波段与被加热物体强吸收段存在不匹配问题。此外，常用的一些辐射基料还或多或少存在其它不足，比如，碳化硅的高温氧化问题限制了其辐射特性；再如氧化锆(或锆英砂)和氧化铬，其红外辐射率随温度的升高而下降，无法保持高温下的辐射能力。发明内容[0003]针对现有技术存在的