瓷质建筑陶瓷红外功能化的常温高红外辐射机理及性能研究

在常温领域中，红外辐射材料被大量用于医疗保健、远红外织品、燃料的活化等方面，运用于传统的瓷质建筑陶瓷材料的极少。本项目以传统瓷质建筑陶瓷为研究对象，将工业废料、废渣作为主要原料，对传统的瓷质建筑陶瓷进行红外功能化改性，创新性地将富含Fe2O3、CuO、Cr2O3和SiO2、Al2O3的工业尾矿、废料等引入传统瓷质建筑陶瓷中，结合显微结构中主晶相种类、各晶相比例及晶体结构畸变程度、表面状态等的调控，通过整体掺杂改性和表面改性相结合，达到远红外发射率≥0.90的性能指标；本项目通过工业废渣料在传统建筑陶瓷上的基础研究，探索其内部结构、表面结构和状态对常温高远红外辐射性能的影响机理，构建一套较为完备的整体联动模型，为红外辐射技术在建筑陶瓷领域的应用研究提供指导作用；将富含过渡金属元素的工业废渣引入实验中，该思路不仅有助于提高传统陶瓷的常温远红外性能，同时达到了物尽其用、环保的目的。

自2011年启，项目在国家自然基金的三年资助下围绕建筑陶瓷红外功能化领域开展了大量的基础应用性研究，并发表论文14篇，获得国家发明专利3项，申报国家发明专利4项，先后派遣6名项目组成员参加国际学术会议9次，并培养了7名全日制研究生。. 项目根据地区特色，提出以江西产量较大的铜工业生产废料——铜尾砂、发电厂废渣——粉煤灰等富含过渡金属氧化物的工业废渣料及天然矿物废料——煤矸石、以及沙漠沙等作为传统环保建筑陶瓷基础配方的立足点和新意点，以红外功能化提高传统建筑陶瓷市场价值为应用背景，以丰富和完善常温高远红外辐射陶瓷的相关理论基础知识为科学研究目的，通过废渣料的匹配性研究、材料显微结构中主晶相种类、数量及各晶相比例的调控、材料的表面状态对远红外发射率值的影响探寻、掺杂离子对材料红外发射率影响机理研究，项目实现传统建筑陶瓷常温8-14μm远红外波段发射率≥0.90的优异性能指标。. 本项目创新地将常温高红外发射概念和理论运用到建筑陶瓷中，赋予传统陶瓷功能化，提高了产品附加值和市场竞争力；创新地对建筑陶瓷产品显微结构中主晶相种类、数量、玻璃相组成及晶体结构畸变程度、表面状态等进行了机理研究和优化调控，提高产品的红外发射率、热学及力学性能；创新地将废渣料较高含量地引入传统建筑陶瓷配方中，在提高红外性能的基础上，实现了废物利用、环境保护，具有较为重要的理论和实用价值。. 同时，在项目研究过程，首次针对研究领域广泛利用IR-2双波段发射率测量仪，开展了块状陶瓷样品的测试数据的准确和稳定性的相关针对性研究，解决了测试中同一样品多次测试、同一组样品分别测试时其测试数据分散度较大的问题，为研究人员测试表征提供一定的参考依据。.