遠紅外陶瓷

遠紅外陶瓷是新型陶瓷的一個分支，與傳統陶瓷採用氧化硅、氧化鋁等高嶺土成分組成的普通陶瓷不同，遠紅外陶瓷是以20 余種無機化合物及微量金屬或特定的天然礦石分別以不同的比例配合，再經1200～1600 ℃高溫煅燒而成，能輻射出特定波長遠紅外線的特種陶瓷材料。

遠紅外陶瓷以能夠輻射出比正常物體更多的遠紅外線（紅外輻射率更高）為主要特徵功能。利用這一特殊性能，遠紅外陶瓷的應用主要分為2個方面：高溫區的應用和常溫區的應用。在高溫區主要應用於鍋爐的加熱，烤漆，木材、食品的加熱和乾燥等；在常溫區主要應用於製造各種遠紅外保暖材料，如遠紅外陶瓷粉、遠紅外陶瓷纖維、遠紅外陶瓷聚酯，以及遠紅外功能陶瓷等。如目前一些遠紅外陶瓷材料已經開始應用於運動訓練康復、燃油爐灶節能、室內空氣凈化以及人體保健方面。利用遠紅外陶瓷材料對燃油進行紅外輻射，可以使燃油的粘度和表面張力降低，利於霧化和充分燃燒。清華大學楊金龍教授研製的CiM（陶瓷膠態注射成型工藝）遠紅外陶瓷材料，可製成直徑為2-3mm的微珠，用於接觸式人體紅外保健產品；利用遠紅外陶瓷製成的蜂窩狀、網狀或管狀元件，用於燃油汽車、船舶、爐灶，節能效果可達到5%以上，對削減燃油污染有一定意義。遠紅外陶瓷塗料（含納米氧化鈦塗料）具有催化氧化功能，在太陽光（尤其是紫外線）照射下，生成OH-，能有效除去室內的苯、甲醛、硫化物、氨和臭味物質，並具有殺菌功能。各類遠紅外陶瓷塗料在居室、公共建築物、交通工具上推廣應用，將會改善人們的生活環境。

遠紅外陶瓷材料可以分為紅外激光材料、紅外透射材料和紅外輻射材料。其核心技術是原料的選擇、配方的比例以及陶瓷的燒結。

傳統的遠紅外陶瓷材料製作工藝是利用具有遠紅外輻射性能的無機非金屬微粉（又稱：遠紅外輻射陶瓷粉）不同的紅外光譜特性，經過一定的工藝成型、燒結而成。

傳統的遠紅外陶瓷粉的製備方法有液相沉澱法和固相合成法2種，其基本工藝如下：液相沉澱法製備工藝：配料→溶解→加表面活性劑→沉澱→過濾水洗→脫水處理→乾燥→氣流粉碎→性能檢測→備用。固相合成法工藝：配料稱量→球磨混合→高溫合成→磨細→過篩→性能檢測→備用。燒結主要採用常規燒結或熱壓燒結。

例如：以石英、長石、硬質高嶺土為主要原料，其製備工藝包括：將原料分別粉碎過篩，將灰色千枚岩、黑電氣石、石英等與粘合劑混合、造粒、烘乾，燒製成陶粒；稀土等如上步驟燒製成陶粒；將石英、長石、滑石分別煅燒製成熟料；將陶粒粉與熟料等經混合等工藝，燒製成遠紅外陶瓷。

隨著對遠紅外陶瓷材料研究的進一步深入，有許多更新的製備方法不斷出現。如：共沉澱法、水解沉澱法、水熱法、溶膠- 凝膠法、微乳液法(反膠束法) 等。一些研究者甚至探索出了更新的製備遠紅外陶瓷超細粉的思路，如高溫噴霧熱解法、噴霧感應耦合離子法等。這些方法的生產工藝與傳統的化學制粉工藝截然不同，是將分解、合成、乾燥甚至煅燒過程合併在一起的高效方法，但這些方法尚不成熟，需要進一步的研究和探索。

目前，先進的陶瓷燒結工藝有：氣氛加壓燒結、熱等靜壓燒結、微波燒結、等離子體燒結、陶瓷自蔓延燒結等。另外，大量先進設備(如XRD 衍射儀、紅外光譜吸收儀、熱分析儀、掃描電子顯微鏡等) 的應用，使科技工作者對陶瓷的微觀結構有了更深刻的了解，促進了遠紅外陶瓷製品綜合性能的提高。

清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室是目前國內在遠紅外陶瓷材料製備方面技術最為先進、成熟的科研機構之一，為該領域的科研成果和人才培養貢獻了重要力量。