本发明专利技术公开了一种复合紫砂材料及其制备方法，即可以在９５０℃以下低温烧结形成的复合紫砂材料。它包括以下组分，以该材料的重量百分比计：紫砂５０－８５％、长石１．５－５％、碳酸钙２．５－５％、活性炭１－１０％、电气石１０－３０％。其制备方法包括以下工艺步骤：粉碎研磨、混合成浆、料坯干燥、一次坯烧、破碎和成型和二次坯烧。经本发明专利技术复合紫砂材料处理的水，可使水分子团变小；ｐＨ值７．４左右，呈弱碱性水；氧化还原电位降低；能除去水中有害物质，具有能通过细胞传递信息等特殊生物效应，对人畜饮用水和农作物用水的质量有所改善和提高。
Composite purple sand material and preparation method thereof
The invention discloses a composite purple sand material and a preparation method thereof, namely, composite purple sand material can be formed by sintering at low temperature below 950 DEG C. It comprises the following components in weight percentage of the material: Purple 5085%, feldspar 1.55% and calcium carbonate 2.55%, activated carbon, 110% 1030% tourmaline. The preparation method comprises the following technological steps: crushing, grinding, mixing, pulping, drying of billets, primary firing, crushing and forming, and two time firing. The composite red sand material processing water, can make water molecules smaller; the pH value is about 7.4, weakly alkaline water; redox potential decreased; can remove harmful substances in the water, which can transmit information and other special biological effects through the cell, for drinking water and crop water quality improvement and to improve.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于硅酸盐领域。
技术介绍
紫砂是一种硅酸盐矿物，紫砂类型为粉质泥岩，是粉沙泥质结构，含铁较多，主要产地在中国宜兴，定名为含铁质粘土质粉沙岩。岩石主要有石英粉砂及胶合它的粘土矿物组成，石英碎屑孤立地分布在胶结构中，成基底式胶结。在镜下可观察到紫砂团粒之间，石英、粘土等单一矿物与团粒之间的链状气孔，以及团粒内部的微细气孔，紫砂与普通陶土不同，普通陶土是单晶结构，紫砂是双重气孔结构。双重气孔结构使产品具有高的气孔密度和一定的气孔率(宜兴紫泥干燥后气孔率达20.9％)。紫砂矿石含有MnO，CrO3，CoO，CuO，PbO等元素；紫砂制品在我国已有1000多年的生产历史，与其他陶土生产的陶制品相比，质地细腻、坚硬、吸水率小，收缩率平稳，烧温较宽，气孔率高，工艺性好，含多种生物需要的微量元素，是人类生活的重要原料。紫砂可制茶具(饮水用具)，可制容器(窑酒工具)，可制工业过滤用品、园艺花盆和处理水用复合紫砂陶粒、陶片等。电气石(Tourmaline)是一种环状硅酸盐矿物，电气石以含硼为特征的铝、钠、铁、锂构成的矿物。电气石的形态为复三方锥晶类，晶体呈柱状。电气石具有压电性和热电性，温度或压力的变化，能引起晶体的电势差，由于晶格振动的不对称性，引起偶极矩变化产生红外波段的电磁辐射。电气石具有发射远红外的功能，而且其远红外线能量与人畜饮用水中的氢键的键能相当，产生共振，使水中的氢键断裂，使已老化的水中的大分子团簇变小至5-6个水分子团。电气石晶体周围存在着静电场，与水接触瞬间将水电解，产生H3O2-，使水呈现弱碱性，pH值7.4左右。通过电气石结晶体表面的静电场将重金属离子吸附到晶体负极，使局部重金属离子增高与电气石表面因羟基电离而产生的OH-离子发生反应，形成各种碱式盐或氢氧化物沉淀而析出。当水中的各种粒子的浓度达到平衡时，反应不会继续，不存在反应过度的弊端，对人体有益的碱金属离子则不会发生沉淀，电气石对水中重金属离子有自净化的作用。电气石晶体两极间会产生0.06毫伏特的微弱电流(在非金属矿中，这是独一无二的)，与生物电流相同，可使人健康长寿，对动、植物生长过程有重要作用。现代紫砂制品是因紫砂双重气孔结构的特质决定它具有高气孔密度和高气孔率的功能。电气石结晶体因其电极能够产生压电性和热电性，从而使其对水的物理结构具有重要影响。因为现代紫砂制品至少要求在1120-1400℃高温烧结，否则无法成“器”；而电气石晶体在烧温高于950℃时就会破坏晶体结构而失去其特殊功能和作用。能够在较低温条件下烧制一种复合功能紫砂材料，既要符合对紫砂制品的使用要求，满足抗弯强度要求，满足吸水率要求，满足对气孔密度和气孔率的要求，且又充分发挥电气石优化水质的特殊功能，改变水的物理结构，符合国家对饮用水质的要求(GB8537-1995)和农作物生长用水的要求，是本专利技术要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供，即可以在950℃以下低温烧结形成的复合紫砂材料。本专利技术的目的可以通过以下的技术方案来实现。本专利技术所说的复合紫砂材料，其特征在于包括以下组分，以该材料的重量百分比计紫砂50-85％长石1.5-5％碳酸钙 2.5-5％活性炭 1-10％电气石 10-30％本专利技术所说复合紫砂材料的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤粉碎研磨用湿法对各种原料分别筛选粉碎研磨，其研磨细度要求是紫砂500-1000目、长石500-1000目、碳酸钙500-1000目、活性炭400-500目，电气石平均粒度D50为0.3～0.6μm；混合成浆将研磨好的原料共混成浆； 料坯干燥将配置好的混合浆液进行滤水处理，制成方块料坯，在烘干机中130～210℃条件下烘干；一次坯烧将烘干料坯在窑中500～800℃塑烧，恒温8～12小时后自然冷却；破碎和成型将经过塑烧的坯料粉碎为细度4～150目颗粒并且按照产品要求成型；二次坯烧；将成型后的坯料自然干燥，放入窑中以800～950℃温度烧炼，自然冷却，出炉。本专利技术所用重要原料—电气石(Tourmaline)原料可以是铁电气石(Scholr)，锂电气石(Elbaire)，镁电气石(Dravite)等，电气石的化学式为Na(Mg，Fe，Mn，Li，Al)3Al6(BO3)3(OH，F)4；具体要求粉碎的电气石含量大于95％；要求电气石粉体分散性要好，不能有软团簇现象，用IRE-1型红外线测试仪测得红外线辐射率＞92％；在静态下，温度25℃±1，湿度70％±1时，用ITC-201A空气负离子仪测得释放的空气负离子＞1500个/cm3。粒度分布集中，D901.0-1.5μm；D972.0-3.0μm；堆积密度≤0.6g/cm3。烘干的料坯在温度500～800℃之间进行第一次坯烧，恒温8～12小时，而后进行粉碎并成型。如果要求该紫砂材料的产品是颗粒形状的，则可以进行造粒成型，而当要求该紫砂材料的产品为具有一定造型的产品，如壶、杯、桶、盆、管、板或其它制品时，则需要将该颗粒通过真空炼泥机进行捏炼成为熟料泥，最后再手工或机器成型。二次坯烧温度要求800～950℃，优选烧制温度在850～900℃。本专利技术为了实现降低烧制紫砂制品的温度，在特定的配方基础上，要求把所有的原料反复粗选，精选，湿法研磨成微细颗粒。传统紫砂制品只需要把紫砂原料粗粉碎60目左右颗粒，必须在1100℃-1300℃一次高温烧成紫砂制品。本专利技术在不破坏紫砂基本结构下超细研磨的微小颗粒，可以使烧温大幅度降低，在紫砂等颗粒的细度500-1000目时，在850-950℃时，可以出现低溶共溶物而产生液相，所需烧温比传统制陶工艺降低170～300℃。不但满足紫砂制品工艺要求而且还可节约能源。依据杂相机理，复合紫砂材料中添入大量的电气石微小颗粒，对降低煅烧温度起到重要的作用。本专利技术为了满足工艺中对原料粒径、气孔率要求，放入一定活性炭，经煅烧之后，产生微孔，烧得的复合紫砂制品气孔率在4.01-7.85％，既满足传统紫砂制品工艺要求，又使以紫砂作为载体的电气石比表面积增大，电气石处理水的作用得到大幅度提高；复合紫砂材料烧制的成品吸水率小于3.19％；抗折强度大于350kg/cm2。本专利技术使用的超细研磨工艺和两次烧结的方法，在相关文献中尚未报道，有些公开的文献对添入的电气石粒度不够细，粒径分布较宽不集中，没有给出具体的D50、D90、D97，反映粒度大小及其分布的数据，不能满足复合紫砂材料的工艺要求和功能要求。本专利技术对电气石粉体有明确的工艺质量要求。依本专利技术的材料成分及工艺要求可以使新材料制成的产品的理化指标符合国家标准。特别是既满足传统紫砂制品的抗折强度、气孔密度、气孔率和吸水率的要求，又使以紫砂作为载体的电气石比表面积增大，电气石处理水的作用得到大幅度提高。本专利技术在试制和小批量生产时做了大量的检测，证明经本专利技术复合紫砂制品处理的饮用水、农作物用水对生态环境有重要作用①用复合紫砂制品处理过的水，分子团变小。经核磁共振测试，用复合紫砂制品处理自来水与自来水作比较，其线幅半宽度从80-160Hz缩小为65-75Hz，由此可见，复合紫砂制品处理的水分子团变小。②用复合紫砂制品处理过的水呈弱碱性。经酸碱度测试(pHS-3B酸度计)得出用复合紫砂制品处理的自来水其pH值7.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合紫砂材料，其特征在于包括以下组分，以该材料的重量百分比计： 紫砂 ５０－８５％ 长石 １．５－５％ 碳酸钙 ２．５－５％ 活性炭 １－１０％ 电气石 １０－３０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：舒军，蒋龙海，黄云龙，
申请(专利权)人：舒军，蒋龙海，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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