制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷

技术领域

本发明涉及复合陶瓷领域，尤其涉及一种制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷。

背景技术

由于氢分子具有极强的渗透性和挥发性难于保存，需要使用四层铝箔包装，成本较高且使用不便，为了提高活性氢的制备效率和数量，申请号202111667199.X，公开了一种活性氢发生器，其活性氢发生器设有增压装置、活水装置、富氢装置和电子释放装置，所述增压装置、活水装置、富氢装置和电子释放装置通过供水管依次连接；所述活水装置包括第一滤筒，所述第一滤筒内设有能量晶石和投射性天然矿石；所述富氢装置包括第二滤筒，所述第二滤筒内设有组合式多功能养生富氢水片和复合麦饭石陶瓷球；所述电子释放装置包括内肋管，所述内肋管内放置有复合托玛琳陶瓷球和电极金属带组成的组合材料；该活性氢发生器能够持久、安全、环保的制备大量的活性氢，根据第三方检测数据显示，经该活性氢发生器处理后的水中活性氢含量达到5-8PPm；

上述专利中制备活性氢的过程中，使用到的陶瓷球的高压电特性以及自发极特性较低，从而影响到了活性氢的制备效率，为了进一步提高活性氢的制备效率，因此急需一种提高自发极性特性和压电特性的陶瓷材料，因此我们提出了制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷。

本发明提出的制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷，包括以下重量份原料：电气石氧化铝复合材料30-80份、纳米氧化钛5-20份、纳米氧化硅5-20份、纳米稀土氧化物0.5-5份、纳米贵金属氧化物0.5-5份、粘结剂1-10份。

优选的，包括以下重量份原料：电气石氧化铝复合材料30份、纳米氧化钛5份、纳米氧化硅5份、纳米稀土氧化物0.5份、纳米贵金属氧化物0.5份、粘结剂1份。

优选的，包括以下重量份原料：电气石氧化铝复合材料50份、纳米氧化钛15份、纳米氧化硅18份、纳米稀土氧化物3份、纳米贵金属氧化物4份、粘结剂6份。

优选的，包括以下重量份原料：电气石氧化铝复合材料80份、纳米氧化钛20份、纳米氧化硅20份、纳米稀土氧化物5份、纳米贵金属氧化物5份、粘结剂10份。

优选的，所述纳米稀土氧化物为氧化镧、氧化钇和氧化钐中的一种或几种的组合。

优选的，所述纳米贵金属氧化物为氧化铂和氧化钯中的一种或两种的组合。

优选的，所述电气石氧化铝复合材料为电气石粉和氧化铝粉，其中电气石粉为铁电气石、镁电气石、锂电气石中的一种或几种的混合，氧化铝粉为纯度99％的20-150nm的氧化铝粉。

本发明还提出了制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

S1：选取1000-5000目的电气石粉和20-150nm的氧化铝粉分别放入到称重装置上进行称重，称出1.5份的电气石粉和1份的氧化铝粉；

S2：将S1中所述的称量后的电气石粉和氧化铝粉放入到搅拌混合机中进行搅拌混合，搅拌混合20-30min，加入1-2份的去离子水，继续搅拌混合，搅拌混合10-20min，采用均匀度检测仪对混合后的均匀度进行检测，检测合格后，得到混合浆料；

S3：选取一个干净的球磨机，将S2中所述的混合浆料倒入到球磨机中进行球磨2-5h，紧接着将浆料从球磨机中取出放入温度为80-90℃的烘干箱内烘干2-3h，即得到电气石氧化铝复合粉；

S4：选取S3中制得的电气石氧化铝复合粉30-80份和5-20份的纳米氧化钛倒入到搅拌混合箱中进行搅拌混合20-30min，紧接着加入10-15份的去离子水继续搅拌混合10-20min，得到混合物；

S5：将S4中所述的混合物倒入到球磨机中球磨1-3h，再选取5-20份的纳米氧化硅倒入到球磨机中继续研磨1-3h，紧接着再加入0.5-5份的纳米稀土氧化物和0.5-5份的纳米贵金属氧化物继续进行研磨1h，得到混合浆料；

S6：将S5中所述的混合浆料从球磨机中取出倒入到温度为100-120℃的烘干箱中进行烘干处理，得到粉状混合物；

S7：将S6中所述的粉状混合物取出倒入到搅拌混合箱中，紧接着加入10-12份的去离子水和1-10份的粘结剂继续进行搅拌混合20-30min，混合均匀后倒入到造粒机中进行造粒，根据需要制造成各种规格的陶瓷球；

S8：将S7中所述的陶瓷球放入到S6中所述的烘干箱中进行烘干2-3h，去除陶瓷球中的水分；

S9：将S8中所述的烘干后的陶瓷球放入到温度为1000℃以内的高温炉内进行保温4-6小时，紧接着取出自然降温至室温，从而制得复合陶瓷。

优选的，所述S7中，粘结剂的成份为聚乙烯醇。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过制得的电气石氧化铝复合粉与纳米氧化钛、硅、纳米稀土氧化物、纳米贵金属氧化物和粘结剂相配合，使得制得的复合陶瓷的自发极性特性和压电特性得到明显提高，从而能够更好的辅助活性氢的制备。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

本实施例提出了制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷，包括以下重量份的原料：电气石氧化铝复合材料30份、纳米氧化钛5份、纳米氧化硅5份、纳米稀土氧化物0.5份、纳米贵金属氧化物0.5份、粘结剂1份，其中纳米稀土氧化物为氧化镧、氧化钇和氧化钐中的一种或几种的组合，纳米贵金属氧化物为氧化铂和氧化钯中的一种或两种的组合，电气石氧化铝复合材料为电气石粉和氧化铝粉，其中电气石粉为铁电气石、镁电气石、锂电气石中的一种或几种的混合，氧化铝粉为纯度99％的20nm的氧化铝粉；

其制备方法包括以下步骤：S1：选取1000目的电气石粉和20nm的氧化铝粉分别放入到称重装置上进行称重，称出1.5份的电气石粉和1份的氧化铝粉；

S2：将S1中所述的称量后的电气石粉和氧化铝粉放入到搅拌混合机中进行搅拌混合，搅拌混合20min，加入1份的去离子水，继续搅拌混合，搅拌混合10min，采用均匀度检测仪对混合后的均匀度进行检测，检测合格后，得到混合浆料；

S3：选取一个干净的球磨机，将S2中所述的混合浆料倒入到球磨机中进行球磨2h，紧接着将浆料从球磨机中取出放入温度为80℃的烘干箱内烘干2-3h，即得到电气石氧化铝复合粉；

S4：选取S3中制得的电气石氧化铝复合粉30份和5份的纳米氧化钛倒入到搅拌混合箱中进行搅拌混合20min，紧接着加入10份的去离子水继续搅拌混合10min，得到混合物；

S5：将S4中所述的混合物倒入到球磨机中球磨1h，再选取5份的纳米氧化硅倒入到球磨机中继续研磨1h，紧接着再加入0.5份的纳米稀土氧化物和0.5份的纳米贵金属氧化物继续进行研磨1h，得到混合浆料；

S6：将S5中所述的混合浆料从球磨机中取出倒入到温度为100℃的烘干箱中进行烘干处理，得到粉状混合物；

S7：将S6中所述的粉状混合物取出倒入到搅拌混合箱中，紧接着加入10份的去离子水和1份的粘结剂继续进行搅拌混合20min，混合均匀后倒入到造粒机中进行造粒，根据需要制造成各种规格的陶瓷球，其中粘结剂的成份为聚乙烯醇；

S8：将S7中所述的陶瓷球放入到S6中所述的烘干箱中进行烘干2h，去除陶瓷球中的水分；

S9：将S8中所述的烘干后的陶瓷球放入到温度为1000℃以内的高温炉内进行保温4小时，紧接着取出自然降温至室温，从而制得复合陶瓷。

实施例二

本实施例提出了制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷，包括以下重量份的原料：电气石氧化铝复合材料50份、纳米氧化钛15份、纳米氧化硅18份、纳米稀土氧化物3份、纳米贵金属氧化物4份、粘结剂6份，其中纳米稀土氧化物为氧化镧、氧化钇和氧化钐中的一种或几种的组合，纳米贵金属氧化物为氧化铂和氧化钯中的一种或两种的组合，电气石氧化铝复合材料为电气石粉和氧化铝粉，其中电气石粉为铁电气石、镁电气石、锂电气石中的一种或几种的混合，氧化铝粉为纯度99％的100nm的氧化铝粉；

其制备方法包括以下步骤：S1：选取3000目的电气石粉和100nm的氧化铝粉分别放入到称重装置上进行称重，称出1.5份的电气石粉和1份的氧化铝粉；

S2：将S1中所述的称量后的电气石粉和氧化铝粉放入到搅拌混合机中进行搅拌混合，搅拌混合25min，加入1.5份的去离子水，继续搅拌混合，搅拌混合15min，采用均匀度检测仪对混合后的均匀度进行检测，检测合格后，得到混合浆料；

S3：选取一个干净的球磨机，将S2中所述的混合浆料倒入到球磨机中进行球磨3h，紧接着将浆料从球磨机中取出放入温度为85℃的烘干箱内烘干2-3h，即得到电气石氧化铝复合粉；

S4：选取S3中制得的电气石氧化铝复合粉50份和15份的纳米氧化钛倒入到搅拌混合箱中进行搅拌混合25min，紧接着加入13份的去离子水继续搅拌混合15min，得到混合物；

S5：将S4中所述的混合物倒入到球磨机中球磨2h，再选取18份的纳米氧化硅倒入到球磨机中继续研磨2h，紧接着再加入3份的纳米稀土氧化物和4份的纳米贵金属氧化物继续进行研磨1h，得到混合浆料；

S6：将S5中所述的混合浆料从球磨机中取出倒入到温度为110℃的烘干箱中进行烘干处理，得到粉状混合物；

S7：将S6中所述的粉状混合物取出倒入到搅拌混合箱中，紧接着加入11份的去离子水和6份的粘结剂继续进行搅拌混合25min，混合均匀后倒入到造粒机中进行造粒，根据需要制造成各种规格的陶瓷球，其中粘结剂的成份为聚乙烯醇；

S8：将S7中所述的陶瓷球放入到S6中所述的烘干箱中进行烘干2.5h，去除陶瓷球中的水分；

S9：将S8中所述的烘干后的陶瓷球放入到温度为1000℃以内的高温炉内进行保温5小时，紧接着取出自然降温至室温，从而制得复合陶瓷。

实施例三

本实施例提出了制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷，包括以下重量份的原料：电气石氧化铝复合材料80份、纳米氧化钛20份、纳米氧化硅20份、纳米稀土氧化物5份、纳米贵金属氧化物5份、粘结剂10份，其中纳米稀土氧化物为氧化镧、氧化钇和氧化钐中的一种或几种的组合，纳米贵金属氧化物为氧化铂和氧化钯中的一种或两种的组合，电气石氧化铝复合材料为电气石粉和氧化铝粉，其中电气石粉为铁电气石、镁电气石、锂电气石中的一种或几种的混合，氧化铝粉为纯度99％的150nm的氧化铝粉；

其制备方法包括以下步骤：S1：选取5000目的电气石粉和150nm的氧化铝粉分别放入到称重装置上进行称重，称出1.5份的电气石粉和1份的氧化铝粉；

S2：将S1中所述的称量后的电气石粉和氧化铝粉放入到搅拌混合机中进行搅拌混合，搅拌混合30min，加入2份的去离子水，继续搅拌混合，搅拌混合20min，采用均匀度检测仪对混合后的均匀度进行检测，检测合格后，得到混合浆料；

S3：选取一个干净的球磨机，将S2中所述的混合浆料倒入到球磨机中进行球磨5h，紧接着将浆料从球磨机中取出放入温度为90℃的烘干箱内烘干3h，即得到电气石氧化铝复合粉；

S4：选取S3中制得的电气石氧化铝复合粉80份和20份的纳米氧化钛倒入到搅拌混合箱中进行搅拌混合30min，紧接着加入15份的去离子水继续搅拌混合20min，得到混合物；

S5：将S4中所述的混合物倒入到球磨机中球磨3h，再选取20份的纳米氧化硅倒入到球磨机中继续研磨3h，紧接着再加入5份的纳米稀土氧化物和5份的纳米贵金属氧化物继续进行研磨1h，得到混合浆料；

S6：将S5中所述的混合浆料从球磨机中取出倒入到温度为120℃的烘干箱中进行烘干处理，得到粉状混合物；

S7：将S6中所述的粉状混合物取出倒入到搅拌混合箱中，紧接着加入12份的去离子水和10份的粘结剂继续进行搅拌混合30min，混合均匀后倒入到造粒机中进行造粒，根据需要制造成各种规格的陶瓷球，其中粘结剂的成份为聚乙烯醇；

S8：将S7中所述的陶瓷球放入到S6中所述的烘干箱中进行烘干3h，去除陶瓷球中的水分；

S9：将S8中所述的烘干后的陶瓷球放入到温度为1000℃以内的高温炉内进行保温6小时，紧接着取出自然降温至室温，从而制得复合陶瓷。

对实施例一至三制得的复合陶瓷，对比常规的复合陶瓷，实验数据如下表所示：

由上述表格可知，本发明提出的制备活性氢过程中提高压电性能的复合陶瓷中的自发极性特性和压电特性均具有明显提高，且实施二为最佳实施例。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。