專利名稱：遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人們?nèi)粘Ｉ钪性罹呒叭紵鞯臓t嘴噴頭的環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，具體的說(shuō)是一種遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板的制備方法。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)光線之中，包含了人類可以用肉眼看到的光線及肉眼不能看見(jiàn)的遠(yuǎn)紅外線及紫外線， 紅外線的電磁波與一般光線相同，但其波長(zhǎng)卻超越一般紅色可視光線，它占太陽(yáng)光線中的59％，其中紅外線又可分為四大類，其中有近紅外線、 中紅外線、 遠(yuǎn)紅外線及超紅外線。科學(xué)家為了研究上的方便，將紅外線劃分為三個(gè)波段波長(zhǎng)在0.75微米到3微米間的稱為近紅外線，波長(zhǎng)在3～30微米間的為中紅外線，波長(zhǎng)在30微米以上的稱為遠(yuǎn)紅外線。不過(guò)一般工業(yè)或醫(yī)療應(yīng)用上的劃分則不太一樣，習(xí)慣上把波長(zhǎng)3微米以上的均稱為遠(yuǎn)紅外線，3微米以下的即是俗稱的紅外或中紅外線。也有將它劃分更詳細(xì)的如波長(zhǎng)在0.7到1.5微米的稱近紅外線，1.5到5微米的稱中紅外線，5到1000微米的稱為遠(yuǎn)紅外線，1000微米以上和微波段的毫米波重迭處稱為超遠(yuǎn)紅外線。假如將近紅外線照射在人體上，被照射的部位立刻便會(huì)有灼熱的感覺(jué)，相反的，遠(yuǎn)紅外線不但不會(huì)刺激人體，而且更可以使人體能量增幅，令身體內(nèi)部都溫暖起來(lái)，對(duì)有機(jī)的人體會(huì)產(chǎn)生共鳴吸收及治療功效，尤其以波長(zhǎng)14u至6u(微米)的光線對(duì)人類以至一切生物之生長(zhǎng)至為重要，稱為“生育光波”?，F(xiàn)已獲全球各生物學(xué)會(huì)及人體工程學(xué)會(huì)之一致公認(rèn)。
曾經(jīng)在新聞媒體上介紹過(guò)遠(yuǎn)在新疆吐魯番地區(qū)的「沙療」景象，在大太陽(yáng)底下，將身體埋入沙堆里，竟然就可以達(dá)到某些特殊療效。有人說(shuō)，這不過(guò)是熱療罷了。最近也出現(xiàn)介紹一種小小的陶瓷片，只要將它黏貼在穴道附近，就能達(dá)到一些奇妙的療效，這又是什么原因呢？其實(shí)它們都是利用遠(yuǎn)紅外線的特殊功能，來(lái)達(dá)到治療的效果。因此遠(yuǎn)紅外線技術(shù)被越來(lái)越廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、保健等方面。
我國(guó)是一個(gè)資源較為豐富的國(guó)家，但人均能源資源占有量?jī)H為世界人均水平的一半左右，只及美國(guó)人均水平的十分之一。因此，從根本上說(shuō)，我國(guó)是一個(gè)能源資源短缺的國(guó)家，尤其是石油大量依賴國(guó)外進(jìn)口，成為石油消費(fèi)大國(guó)。另一方面，我國(guó)能源利用技術(shù)水準(zhǔn)相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家較為落后，這不僅意味著寶貴能源的大量浪費(fèi)，也給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重污染。因此，如何充分、合理、節(jié)約利用能源是我們目前全世界都廣為關(guān)注的話題。尤其是與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的家庭節(jié)省燃?xì)庥昧繂?wèn)題，更為人人所關(guān)注。
熱力學(xué)的第一定律「能量守恒」，也就是無(wú)中生有。第二定律「質(zhì)量守恒」的道理，也就是低溫能量移往高溫處是不可能的，也就是告訴我們宇宙間不可能存在著一種機(jī)器或方法，使其輸出物質(zhì)的質(zhì)量大于輸入或者說(shuō)使質(zhì)量增值的機(jī)器或方法是不存在的，這雖是已知的學(xué)理，但并不代表它是永遠(yuǎn)不變的真理。目前的爐具中遵循此學(xué)理，欲讓火焰增強(qiáng)、溫度提升，則燃?xì)廨斎雵娮炜陧氃酱?，燃?xì)庀牧恳苍酱?。無(wú)法完全燃燒情形嚴(yán)重，因積碳而使得一氧化碳溫室氣體的排放更甚。而失去天然氣為潔凈能源之特性，直接的對(duì)人體產(chǎn)生傷害。
多年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)高溫節(jié)能遠(yuǎn)紅外線蜂窩陶瓷技術(shù)的研究和應(yīng)用大多局限于發(fā)熱體。在全面總結(jié)國(guó)內(nèi)外高溫節(jié)能遠(yuǎn)紅外線蜂窩陶瓷板研發(fā)中存在的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)基礎(chǔ)上，本發(fā)明廣泛借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合自身科技優(yōu)勢(shì)，從家庭及工業(yè)應(yīng)用實(shí)際出發(fā)，歷經(jīng)多年潛心鉆研、反復(fù)試驗(yàn)，在遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板材料配方、粘結(jié)技術(shù)、生產(chǎn)工藝、推廣應(yīng)用等方面，解決了傳統(tǒng)燃燒火嘴，在工作環(huán)境溫度極冷、極熱下的寬幅振蕩時(shí)陶瓷容易開(kāi)裂、破損的關(guān)鍵技術(shù)難題，成功研制開(kāi)發(fā)了黏結(jié)性能良好、用途廣泛、節(jié)能效果顯著的遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板及其配套施工工藝。從而極大地拓展了此項(xiàng)技術(shù)在家庭煤氣灶、熱水器、廚房各項(xiàng)燃燒爐、餐廳烤肉、各項(xiàng)加熱鍋爐類熱工設(shè)備上的推廣應(yīng)用。
從包括中國(guó)專利在內(nèi)的有關(guān)資料檢索表明，目前尚未見(jiàn)到有關(guān)陶瓷爐板的相關(guān)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是要提供一種把遠(yuǎn)紅外線高科技技術(shù)與陶瓷技術(shù)的完美結(jié)合。并將其周圍的遠(yuǎn)紅外線熱能轉(zhuǎn)換為一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器的遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板的制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種新型的遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板材料的配方，其特征是由58～78％的氧化硅，與氧化鋁16.9～25.5％，氧化鉀1～5％，氧化鋯1～3％，氧化鈦0.1～0.5％，氧化鈉1～3％，氧化鈣2～5％組成的原材料配方經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后冷卻而成。所述的配方在混合前須運(yùn)用高科技技術(shù)對(duì)基材粉體實(shí)施超細(xì)化處理；所述的細(xì)化處理為水研磨細(xì)化法，其細(xì)度為300～400目。細(xì)化的目的是提高陶瓷板的綜合性能。
本發(fā)明的工藝過(guò)程為將原材料按配比混合均勻后加入水?dāng)嚢韬蟪赡鄨F(tuán)狀，模壓定型后打孔，經(jīng)高頻震動(dòng)式抽真空后再進(jìn)行烘干，而后素?zé)?，待完全干燥后進(jìn)爐燒結(jié)，完成燒結(jié)即為成品。所述的素?zé)龝r(shí)間為380～460分鐘，其過(guò)程為完全干燥后烘干從80℃加溫至650℃(此時(shí)素?zé)赐瓿?。其后再送至窯爐進(jìn)行正式燒結(jié)，其燒結(jié)溫度從650℃慢慢加溫至1650℃，燒結(jié)時(shí)間620～820分鐘，燒結(jié)完成后每小時(shí)只得降溫48～52℃，降至750～850℃時(shí)每小時(shí)可降80～120℃，直至220～280℃方可出窯移到至置物架，放置常溫而成。所述的燒結(jié)硬度為莫式硬度6～6.5度。高硬度可以延長(zhǎng)其使用的壽命。
本發(fā)明的成形爐板可以是四方形、長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形、五角形、六角形、八角形和多邊形的板材，中空?qǐng)A柱型或自然形成的顆粒；本發(fā)明的成型材的厚度為1～2.5公分。
本發(fā)明遠(yuǎn)紅外線陶瓷爐板的結(jié)構(gòu)為爐板的板面布有通透的蜂窩式細(xì)孔，平面爐板的上表面均勻排列有各種凸起或凹入的花紋或圖案，細(xì)孔即設(shè)置于花紋或圖案之中以及花紋或圖案的交接空隙之中；平面爐板的下表面為光滑平面或無(wú)凸起花紋或圖案。正因?yàn)榘迕娴耐拱疾黄?，這樣可以利用凸凹加強(qiáng)形成熱放射及熱輻射，(猶如山與平地地形的不同會(huì)影響風(fēng)向及風(fēng)力的自然現(xiàn)象)使燃燒更充分。通過(guò)充分燃燒煤氣，這樣的遠(yuǎn)紅外陶瓷板可以節(jié)省40％～50％左右的煤氣或天然氣。因遠(yuǎn)紅外陶瓷蜂窩式煤氣燃燒節(jié)能爐板的陶瓷材料本身即具有吸熱、聚熱、熱放射、再散熱之特性。再加以蜂巢式的外燃燒設(shè)計(jì)，足可彌補(bǔ)傳統(tǒng)爐具、熱水器等的缺點(diǎn)。目前傳統(tǒng)的煤氣爐，需要大量的煤氣來(lái)提高溫度(最高只到800℃度)，所以火是呈現(xiàn)軟火現(xiàn)象，若加大風(fēng)門，則火焰飄離爐頭，反而增加一氧化碳)的濃度。而本專利其特色是反傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，只須少量的煤氣，利用空氣中的氧來(lái)助燃(免費(fèi)能源)，可瞬間高熱達(dá)1150℃～1200℃度，煤氣燃燒值是98％，而傳統(tǒng)爐頭煤氣燃燒值是60％，且產(chǎn)生的一氧化碳濃度是在1000ppm以上，故外鍋底容易燒黑，爐嘴容易積碳、堵塞。若使用者不知，再繼續(xù)使用的話，所產(chǎn)生的一氧化碳是正常爐頭的20倍。嵌式遠(yuǎn)紅外線蜂窩陶瓷瓦斯?fàn)t頭其所燒過(guò)的鍋底，不但不會(huì)變黑，且爐頭不會(huì)積碳堵塞，就是油湯、開(kāi)水沸騰溢出亦可完全燃燒分解，又因其利用空氣助燃特性，亦不怕風(fēng)吹而熄火。
本發(fā)明的技術(shù)參數(shù)耐高溫節(jié)能遠(yuǎn)紅外線蜂窩陶瓷是一種無(wú)毒、無(wú)味，易清洗、無(wú)污染，對(duì)人體無(wú)害物體。其中耐火度≥1800℃ 使用溫度0-1300℃具抗熱性、高溫-室溫、急冷急熱不龜裂。
本發(fā)明的最有益效果是由于傳統(tǒng)快速爐具的一氧化碳比家庭用將近高達(dá)十倍以上、聲音吵雜等缺點(diǎn)，因此容易造成對(duì)健康的威脅，本發(fā)明卻極大程度的解決了這健康殺手的隱性問(wèn)題；同時(shí)可提高爐的使用效率，縮短升溫時(shí)間，節(jié)省用戶時(shí)間；提高爐表面溫度的均勻性，降低爐具因餐煮時(shí)的排煙濃度及廢氣；提高爐具的燃燒效率，有效降低一氧化碳含量及碳?xì)浠衔?；提高爐的燃料適應(yīng)性，燃用劣質(zhì)煤氣同樣能夠獲得充分燃燒；改善爐嘴結(jié)焦?fàn)顩r，結(jié)焦量明顯減少并杜絕了硬焦；延長(zhǎng)爐體壽命節(jié)省能源40％-50％。故除了家庭用嵌式遠(yuǎn)紅外線蜂窩陶瓷瓦斯?fàn)t頭，我們也研發(fā)了營(yíng)業(yè)用的遠(yuǎn)紅外線蜂窩陶瓷瓦斯?fàn)t頭快速爐，可以同樣不產(chǎn)生一氧化碳并節(jié)省40％～50％的煤氣，對(duì)于做生意的業(yè)者可說(shuō)是環(huán)保、經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。其它應(yīng)用范圍也相當(dāng)廣泛，如熱水器、廚房、各項(xiàng)燃燒爐、餐廳烤肉、燃?xì)鉄崴鳌㈠仩t、工業(yè)及民用鍋爐、冶金熱風(fēng)爐、均熱爐、軋鋼加熱爐、工業(yè)爐窯等各類高溫爐窯、及其它熱交換環(huán)境及機(jī)具、各項(xiàng)加熱鍋爐類熱工設(shè)備上的推廣應(yīng)用等。選擇陶瓷的原因是因?yàn)樘沾墒亲匀唤缱罘€(wěn)定的材料，例如人體的骨骼也是屬于陶瓷基材，能安全又有效的放射遠(yuǎn)紅外線。根據(jù)黑體輻射理論，一般的材料要產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的遠(yuǎn)紅外線，并不容易，通常必須藉助陶瓷材料等作能量的轉(zhuǎn)換，將其所吸收的熱量經(jīng)由內(nèi)部分子的振動(dòng)再發(fā)放較長(zhǎng)波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線出來(lái)。就是一個(gè)溫和的「生物能量轉(zhuǎn)換器」。就像收音機(jī)，我們?nèi)梭w也有一個(gè)特別的「頻道」才能有效地接收來(lái)自太陽(yáng)或宇宙的能量。放射率越高表示越能成為是一個(gè)優(yōu)良的「能量轉(zhuǎn)換器」。
由于遠(yuǎn)紅外線具有優(yōu)良的滲透作用，并經(jīng)特殊加工處理，便制成″遠(yuǎn)紅外線精密陶瓷”。就是藉助精密的陶瓷技術(shù)，將一般電熱絲發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，波段范圍愈廣的遠(yuǎn)紅外線。本材質(zhì)是經(jīng)高科技研發(fā)成功的精密遠(yuǎn)紅外陶瓷制品。
本發(fā)明遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板的陶瓷材料本身即具有吸熱、聚熱、熱放射、再散熱之特性。再加以蜂巢式的外燃燒設(shè)計(jì)，足可彌補(bǔ)傳統(tǒng)爐具、熱水器等的缺點(diǎn)。遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板中的超細(xì)成份具有表面膨脹性，能有效增大表面熱放射；超細(xì)成分中的氧化硅可以提高耐沖刷性能和耐溫性能，從而保證了遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板的工作壽命。
遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板具有的高熱放射性強(qiáng)化了對(duì)熱輻射的良好性，增大了熱放射率，從而強(qiáng)化了金屬基體對(duì)熱的吸收，提高了對(duì)物品的加熱效率；高發(fā)射性還加大了爐灶氣流的擾動(dòng)，增加爐板上燃燒與氧氣等助燃物的結(jié)合幾率，使?fàn)t灶運(yùn)行空氣系數(shù)更加合理，燃料燃燒更為充分；高發(fā)射性同時(shí)還可以強(qiáng)化爐傳熱系數(shù)，加快燃料的瞬間燃燒速度，使燃料能量得以更充分的釋放。
遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板還可以提高熱的輻射率，可將熱能的長(zhǎng)波部分有效反射回爐板，提高了爐板溫度，即使燃用劣質(zhì)油、煤氣、天然氣也能獲得充分燃燒。因此可以大量的節(jié)省家庭、餐飲、飯店等所有需用煤氣、天然氣場(chǎng)合的氣體使用量，檢測(cè)表明可節(jié)省40％～50％左右的煤氣、天然氣用量。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板的制備，取經(jīng)水研磨細(xì)化法細(xì)化處理，細(xì)度為360目的氧化硅68％與氧化鋁21.7％，氧化鉀3％，氧化鋯2％，氧化鈦0.3％，氧化鈉2％，氧化鈣3％組成的原材料配方，經(jīng)混合均勻后加入水?dāng)嚢韬蟪赡鄨F(tuán)狀，模壓定型后打孔，經(jīng)高頻震動(dòng)式抽真空后再進(jìn)行烘干，素?zé)?20分鐘，完全干燥后進(jìn)行燒結(jié)，進(jìn)爐燒結(jié)完成燒結(jié)即為成品。其中1480℃度高溫?zé)Y(jié)720分鐘，燒結(jié)完成后1480℃每小時(shí)只得降溫50℃，降至800℃時(shí)每小時(shí)可降100℃，直至250℃方可出窯移到至物架，放置常溫而成。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板材料的配方，其特征是由58～78％的氧化硅，與氧化鋁16.9～25.5％，氧化鉀1～5％，氧化鋯1～3％，氧化鈦0.1～0.5％，氧化鈉1～3％，氧化鈣2～5％組成的原材料配方經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后冷卻而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配方，其特征是所述的配方在混合前須對(duì)基材粉體實(shí)施水研磨細(xì)化法超細(xì)化處理，其細(xì)度為300～400目。
3.一種遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板材料的工藝過(guò)程，其特征是將原材料按配比混合均勻后加入水?dāng)嚢韬蟪赡鄨F(tuán)狀，模壓定型后打孔，經(jīng)高頻震動(dòng)式抽真空后再進(jìn)行烘干，而后素?zé)?，待完全干燥后進(jìn)爐燒結(jié)，完成燒結(jié)即為成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝過(guò)程，其特征是所述的素?zé)龝r(shí)間為380～460分鐘，其過(guò)程為完全干燥后烘干從80℃加溫至650℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝過(guò)程，其特征是所述的窯爐燒結(jié)，其燒結(jié)溫度從650℃慢慢加溫至1650℃，燒結(jié)時(shí)間620～820分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝過(guò)程，其特征是所述的燒結(jié)完成后每小時(shí)只得降溫48～52℃，降至750～850℃時(shí)每小時(shí)可降80～120℃，直至220～280℃方可出窯移到至置物架，放置常溫而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝過(guò)程，其特征是所述的燒結(jié)硬度為莫式硬度6～6.5度。
8.一種遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板，其特征是爐板可以是四方形、長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形、五角形、六角形、八角形和多邊形的板材，中空?qǐng)A柱型或自然形成的顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的爐板，其特征是所述的成型材的厚度為1～2.5公分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的爐板，其特征是爐板的板面布有通透的蜂窩式細(xì)孔，平面爐板的上表面均勻排列有各種凸起或凹入的花紋或圖案，細(xì)孔即設(shè)置于花紋或圖案之中以及花紋或圖案的交接空隙之中；平面爐板的下表面為光滑平面或無(wú)凸起花紋或圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板的制備方法，屬人們?nèi)粘Ｉ钪性罹呒叭紵鞯臓t嘴噴頭的環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品。它由58～78％的氧化硅，與氧化鋁16.9～25.5％，氧化鉀1～5％，氧化鋯1～3％，氧化鈦0.1～0.5％，氧化鈉1～3％，氧化鈣2～5％組成的原材料配方經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后冷卻而成。本發(fā)明可將其周圍的遠(yuǎn)紅外線熱能轉(zhuǎn)換為一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器的遠(yuǎn)紅外線陶瓷蜂窩式耐高溫節(jié)能爐板。因此可以大量的節(jié)省家庭、餐飲、飯店等所有需用煤氣、天然氣場(chǎng)合的氣體使用量，檢測(cè)表明可節(jié)省40％～50％左右的煤氣、天然氣用量等。
文檔編號(hào)C04B35/622GK1749207SQ20051008579
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者劉士博, 寇莉禎 申請(qǐng)人:寇莉禎, 劉士博