本发明涉及一种新型红外辐射材料及其应用,属于红外辐射材料领域。 众所周知,现有的红外辐射材料主要是用化工原料制成的。最常用的有SiC、CrO、MnO、CoO、NiO、FeO、TiO等,这些材料存在成本昂贵、使用温度偏低以及易老化、法向全辐射率不高等缺点。表1列出了部份材料的法向全辐射率。
表1 某些化工原料在400℃时的法向全辐射率
名称 εn(400℃)
Fe2O30.73-0.75
Cr2O30.73-0.76
SiC 0.85-0.87
Co2O30.80
NiO 0.82
由此可见,用单纯化工原料制成的红外辐射材料,其法向辐射率一般介于0.75-0.87之间,且成本较高,不仅造成浪费而且限制了红外加热技术的进一步推广。
能否用某些矿物原料来替代化工原料,做到少用或甚至不用化工原料,从而使成本大大降低而其法向全辐射率又高于表1用单纯化工原料制成的红外辐射材料,这就是本发明的目的。
本发明的目的在于提供一种新的红外辐射材料,它是由铬铁矿、钛铁矿、锆英砂等矿物原料中一种或一种以上组成,或由90%(重量)这些矿物原料二种或二种以上再辅以10%(重量)左右化工原料组成的红外辐射材料,这类新的红外辐射发射材料400℃时的法向全辐射率介于0.87-0.92之间,使用温度可高达1400℃左右。化工原料系SiC、MnO、CoO、NiO中一种或几种。
本发明提供的红外辐射材料的化学组份如表2所示。
组份 Cr2O3Fe2O3MnO TiO2Al2O3MgO SiO2SiC
Wt% 20-40 10-15 1-5 15-20 5-15 1-20 5-10 1-10
表3是本发明提供的实施例份、εn(400℃)和使用温度。
组份(wt%) εn(400℃)使用温度(℃)
100钛铁矿(200目) 0.90 ≤1000
50钛铁矿+50铬铁矿(300目) 0.87-0.90 1400左右
45钛铁矿+45铬铁矿+10化工原料(300目)0.90-0.92 1400左右
30钛铁矿+40铬铁矿+20锆英砂 0.90-0.92 1400左右
+10化工原料(300目)
表3所示的钛铁矿、铬铁矿等需经1350℃高温煅烧后磨细,过200-300目筛后制成高效红外辐射涂料,其法向辐射率介于0.87-0.92之间,使用温度除100Wt%钛铁矿之外均在1400℃左右。化工原料系SiC、MnO、CoO、NiO中的一种或几种,其总的重量为10Wt%。
用本发明提供的红外辐射材料系多晶矿化黑陶瓷,既可直接作为涂料使用,亦可用石膏浇注成型、热压成型以及捣打成型等工艺制成灯状、管状、板状等各种形状的红外辐射基本材料,它与现有的以化工原料组成的红外辐射材料相比,具有以下几个特点:
1.原料来源广,成本低廉;
2.法向辐射率高,εn(400℃)为0.87-0.92;
3.使用温度高,能制成炉窑用的高温高辐射率节能涂料;
4.可作为远红外加热地基础材料,用其制成远红外涂料,并可加入适量陶土后烧成灯型、板型、管状等各种远红外加热器件。