电气石蜂窝陶瓷的功能研究.doc

电气石蜂窝陶瓷的功能研究 （江西理工大学 江西.赣州 341000） 摘要：电气石具有热电性、压电性、自发极化、红外辐射等独特而重要的性质，可以广泛应用于电子、化工、环保以及人体保健等领域，电气石已经成为国内外功能矿物材料研究的热点之一。开发制备满足性能要求的电气石蜂窝陶瓷，研究电气石蜂窝陶瓷对饮用水pH值影响的功能属性,从而改善人体健康水平。 关键词：电气石；蜂窝陶瓷；饮用水pH值；健康 Research the function of the tourmaline honeycomb ceramic Wang Jun, Wang Ping Jiangxi university of science and technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China Abstract：Tourmaline has the unique and important nature of thermoelectric, piezoelectric, spontaneous polarization, infrared radiation and so on. It can be widely used in electronics, chemical industry and environmental protection as well as in areas such as human health, both at home and abroad, the tourmaline has been researched as one of the most fashion recently. Develop and prepare the tourmaline of ceramic honeycomb to meet the performance requirement, research these functional properties that the tourmaline of ceramic honeycomb influences on the drinking water of pH value, and then promote people’s health. Keywords: Tourmaline；Ceramic honeycomb；the drinking water of pH value； health 前言 电气石是电气石族矿物的总称，由于它具有良好的热释电性和压电性能，使电气石永久发射远红外和释放负离子，从而改变水体的氧化—还原电位，使水发生解离，提高水的碱性，增强饮用水活性或使空气中负离子增加。因此可广泛用于水的碱性化，饮用水活性化、污水处理、净化空气等各个领域，丰富了功能材料的种类，有利于电气石应用领域的扩展，促进电气石蜂窝陶瓷的制备及应用的研究，丰富了电气石和蜂窝陶瓷的作用。 1电气石的功能属性 1880年法国的皮埃罗、里查兄弟证实了电气石具有热电性和压电性[1]。 1.1电气石的晶体结构 电气石是一种特殊的极性矿物，沿c方向具有压电和热释电特性，同时具有电偶极子特征，电气石的晶体结构[2]如下： 图1-1 电气石的立体结构 1.2电气石的性质 电气石化学成分较复杂，是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物，具有玻璃光泽，硬度为7～7.5，密度3.02-3.25/cm3，无解理，具有脆性。根据不同的类质同象，可分为铁电气石、镁电气石、锂电气石和锰电气石[3]。 1.2.1电气石的颜色变化机理 电气石中存在广泛的类质同像现象，不同金属离子间的置换导致其颜色多样，其化学组成轻微的变化就能导致完全不同的颜色[4]。 K. Krambrock等[5]用γ—射线辐射电气石产生黄色中心，并用EPR，ENDOR和DEPR对这个黄色中心分析，发现辐射诱导产生的黄色中心与电气石组成结构中O-孔势阱的产生紧密相连，他们认为O-位于O1位置(OH位置的基本组成单元，为3个八面体所共有)。Castaneda等[6]通过对电气石样品进行热处理来研究其颜色变化，并探讨了电气石颜色变化机制，发现电气石呈现红色，晶体结构中Mn2+出现，加热处理后其颜色不发生变化，究其原因主要是锰离子的价态没有发生变化，且铁离子也没有发生氧化。 1.2.2自发极化性 电气石的自发极化效应表现为电气石周围静电场的存在。1989年，日本环境专家Tetsujiro Kubo[7]发现电气石能净化水，继而研究发现在Cu表面有水的情况下电气石能吸附Cu离子。金宗哲等[8]利用电子束轰击电气石样品表面，并用环境扫描电镜(SEM)观察发现：电子束轰击电气石样品表面能够产生辉