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正宗负离子瓷砖芬芳负离子瓷砖谈负离子瓷砖宣传乱象之一 ——“碧玺”能诱生空气负离子吗?

2018-11-06来源:中国陶瓷网责任编辑:李凤苓点击数:1710

    中国陶瓷网讯 随着人们对健康生活的追求,负离子瓷砖越来越受到陶瓷企业的关注和重视,近年来,广东芬芳陶瓷有限公司等企业在负离子功能瓷砖领域取得了巨大的突破,其中以广东芬芳陶瓷有限公司最为突出,目前在全国拥有多家专业销售门店,形成了一定规模的销售,在规模和销售体量上,位居行业前列。负离子陶瓷具有稳定诱生负离子、抗菌、防霉和分解甲醛等功能,对家居健康非常有益。

    但是,参与的人多了,自然就会鱼龙混杂,解释各家的原理上面,也是各尽所能,不顾科学实际,“独创”一个理论自圆其说。芬芳陶瓷作为负离子瓷砖领域的专家型企业,有必要为行业做出一点专业的解释,以正视听,为消费者选择真实的负离子瓷砖产品提供依据。

    其实,能够产生负离子的瓷砖,其负离子并不是瓷砖本身所释放出来的,这个基本的观念需要理解。谈到负离子瓷砖,产生负离子的机制,从原理上来说途径只有一条——那就是电离靠近他的物质(空气、尘埃等),能够实现电离空气或者尘埃的办法,通常是强电场电离或放射性物质衰变释放α粒子电离空气等来实现。对于瓷砖产品的最终辐射等级,只要符合国家标准GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》规定即可安全使用。

    目前,各大企业对自身产品如何诱生负离子,给出了各种解释,其中尤其以——通过将“碧玺”改性后,加入到瓷砖中来产生。那么,“碧玺”到底能否有如此功效能?请看一下分解。

    1.何为碧玺(电气石)?

    碧玺(Tourmaline)是电气石的工艺品名,是电气石族里达到珠宝级的一个种类,是一种硼硅酸盐结晶体,含有铝、铁、镁、钠、锂、钾等化学元素,呈现各式各样的颜色。电气石的化学通式为:XY3Z6[Si6O18](BO3)3(OH)4。其中X的位置主要被Na、Ca、K占据;Y的位置主要被Mg、 Fe、A1、Li占据;Z的位置主要被A1占据;由于X、Y、Z位置的置换以及形成环境的不同,形成了众多的电气石种类。当Y以Mg为主时,称为镁电气石,以Fe为主时,称为铁电气石或黑电气石,若Mn进入此位置,则称为钠锰电气石。电气石以Li+Al为主时,称为锂电气石。在锂电气石中,部分OH常被F取代。

    矿物学家研究发现,电气石颗粒受热后,两端带正负不同的静电,以致吸引灰尘等细小物体,由于这种矿物所具有的热电性而称其为电气石。电气石硬度7~7.5,比重2.9~3.2g/cm3,具有显著的热电性、压电性和自发电极性。永久带电保持着正极和负极的性质是由于电气石本身晶体结构所决定的,它可以在自己周边形成电场的特性,和它具有一样性质的物质有铀矿石、磁铁矿石。专家研究测试,之所以电气石能持久的源源不断地发出0.16μA 的电流,正是由于大气中的负离子被电气石的正极吸收,电气石将负离子储存在其体内,同时从负极放出多余负离子,从而永久放电的特性就形成了。经过高温高压后的电气石的放电特性增强,同时电场强度增大,电场强度与温度高低成正比。

    2.电气石(碧玺)受热后的变化

    研究表明,电气石粉受热后会有不同的变化,热处理对电气石的颜色、状态的影响如表1 所示。表1 表明焙烧温度在400 ℃时,电气石无变化;500℃时黑电气石的颜色变浅;当温度达到600 ℃时,电气石的颜色变为灰色;当达到700 ℃时,电气石的颜色转变为土黄色;当达到800 ℃时电气石变为黄色并带有微红色,并出现了结块现象;在900 ℃时样品呈固体块状,颜色变为红褐色。

热处理后电气石的颜色和聚集形态变化

 

    通过对热处理后的产物进行X射线衍射分析表明:电气石粉的主要物相为电气石族矿物中的黑电气石,当处理温度在400℃、500℃、600℃时,电气石的物相仍为黑电气石;当处理温度升高到700℃处理2 h 之后,电气石的物相转变为电气石族矿物中的布格电气石,说明在温度调节下电气石中的二价铁离子被氧化;当处理温度升高到800℃之后,仍维持了布格电气石的结构;当热处理温度升高到900℃时,电气石的结构被破坏,主要物相转变为赤铁矿(Fe2O3)。

 

热处理前后电气石的X 射线衍射图

    (从下开始依次为电气石原矿、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃)

    计算所得的不同温度处理之后电气石的晶胞参数,结果表明:当热处理温度在400℃-600℃之间时,电气石的物相仍为黑电气石,晶胞参数变化不大,说明该电气石在600℃ 条件下能够稳定存在;当热处理温度为700℃时,电气石的晶胞体积缩小,可能是由于高温条件下电气石的晶胞产生了收缩,晶胞参数的计算结果与物相分析结果一致。

    由此可知:当处理温度在400℃、500℃、600℃ 时,电气石的物相仍为黑电气石,说明该电气石在600℃下能够稳定存在;当处理温度升高到700℃,电气石的物相转变为布格电气石,同时晶胞体积缩小,可能是由于高温条件下电气石的晶胞产生了收缩;当热处理温度升高到900℃时,电气石结构被破坏,主要物相转变为Fe2O3

    3.碧玺(电气石)到底能否作为诱生负离子瓷砖的原料?

    瓷砖的烧成一般按温度分为三个等级:高温瓷烧制温度为1200℃以上、中温瓷烧制温度在1000-1150℃、低温瓷烧制温度在700-900℃。电气石作为瓷砖的成分,而且又能够在烧制后保持其性能,需要在700-900℃之内烧成,代表性的电气石瓷砖(托玛琳砖)作为汗蒸房等的地面和墙面砖,得到了很多的应用。

 

托玛琳砖

    但是,这类低温烧制瓷砖,由于烧成温度低,其硬度较低,耐磨性能较差,无法应用在人流较大的地方或者普通房屋地面,应用范围较窄。十多年前,国内就有企业推出“负离子瓷片”,就是利用电气石作为诱生空气负离子的材料。正是如此,也就无法在抛光砖、全抛釉砖等需要高温烧制的砖上采用电气石(碧玺)来烧制能够诱生空气负离子的瓷砖了。

    综合以上,我们可以很明确的知道,采用“碧玺”作为原料,生产诱生负离子的全抛釉砖等高温烧制瓷砖(1200℃以上烧成),是完全不可行的,因为超过900℃以后,“碧玺”已经转化成赤铁矿(Fe2O3)相了,完全不具备“碧玺”原有的晶格结构,其热电性、压电性和自发电极性等特征也就消失了。“碧玺”受热变化这一特性,也不会随着参入其他物质改性而变化,如果改性能够提升耐热温度,只能说明已经变成为另外的物质了,不能再称之为“碧玺”。因此,拿加入“碧玺”来作为解释能诱生负离子全抛釉砖等高温烧瓷砖诱生负离子的原理和材料,完全是违背科学事实的。

    本文主要参考文献:

    [1] 莫尊理,等.电气石的性能及应用研究进展[J].硅酸盐通报,2011

    [2] 孙双.电气石矿物材料的加工及其应用基础研究[D].吉林大学硕士学位论文, 2010

    [3] 林善园,等. 电气石族矿物学研究的新进展[J].中国非金属矿工业导刊,2004

    [4] 张俊朋,等. 热处理对黑电气石结构的影响[J]. 绵阳师范学院学报,2013

(本文为企业供稿)

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