专利名称：远红外线材料分析及制造方法
远红外线材料分析及制造方法技术领域
本发明是有关于一种远红外线材料分析及制造方法，特别是指针对电气石热性质 与晶相进行分析，便可了解电气石中可以提高远红外线放射效率的矿物成份，借以能利用 该等矿物成份制作一远红外线材料。
背景技术：
目前一般所常见的远红外线组成物的制造方法，如中国台湾2008年11月16日 所公开的发明第200844066号「远红外线组成物之制造方法及其制品」专利案，其揭露以 高温烧结远红外线材料，并研磨成微/奈米级的配方后，使该配方依附在一基材，制成一制 品。由于该远红外线材料包含有配合该制品用途而决定比例的Si02、A102、Na02、K20、Mg0， 因此，可以配合各种基材的不同，制成器皿、织物、薄膜、油漆、磁砖、燃料(汽油、柴油、瓦 斯...等)、水的激化装置...等制品，使该特定制品利用前述配方的特性及微/奈米化活 性(微/奈米效应，即比表面积增加)，大幅提升释放远红外线与负离子的效果。
该专利前案的远红外线组成物制造方法及其制品，可在常温下即能放射优质远红 外线有效能量，但其并未揭露有能够利用电气石天然矿物制备出高放射率的远红外线材 料，而且电气石种类繁多，目前亦无可以准确测试出可以放射出远红外线成分的方法，因 此，在使用上仍有诸多的缺点。发明内容
爰此，有鉴于目前测试远红外线成分方法具有上述的缺点，故本发明提供一种远 红外线材料分析及制造方法，包括有A.对一电气石加热至出现莫来石结晶相之工作温 度；B.在该电气石上取得一观察剖面；C.在该观察剖面上区隔出莫来石结构区域与非莫来 石结构区域；D.侦测该非莫来石结构区域之X光能谱，以确认该非莫来石结构区域之所含 成份内容；E.对该观察剖面进行结晶相分析，获得非莫来石结构区域之结晶相信息；F.根 据步骤D与步骤E所获得之非莫来石结构区域之之成份与结晶相信息，作为调配远红外线 材料之参考信息。
上述步骤A的工作温度系介于1000°C至1600°C。
上述步骤B是对该加热后电气石执行切削或/与研磨方式获得该观察剖面。
上述步骤C是透过一电子显微镜，在该电气石的观察剖面上根据结晶形状区隔出 莫来石结构区域与非莫来石结构区域。
上述步骤D是透过一能量散射光谱仪(EDS)来确认非莫来石结构区域的所含成份 内容。
上述步骤E是透过一 X光绕射分析方法(XRD)来确认该非莫来石结构区域之结晶 相。
本发明亦可为一种远红外线材料制造方法，是根据上述远红外线材料分析方法的 步骤D选择相符合的成份，再将该成份加热至符合步骤E的结晶相，以制作一远红外线材料。
本发明所能达成的优点，是可针对不同的电气石，快速且简单的分析出非莫来石 结构区域的基材中，具有高放射率远红外线的成份及结晶，借以可作为制造高放射率远红 外线材料之用。
图1为本发明的操作步骤流程图，图2为本发明电气石热性质分析示意图，图3为本发明电气石经不同温度热处理的远红外线放射率，图4为本发明电气石以不同温度热处理的XRD分析示意图，图5为本发明电气石原观察剖面的微结构金相图，图6为本发明电气石经850 °C热处理后观察剖面的微结构金相图，图7为本发明电气石经950°C热处理后观察剖面的微结构金相图，图8为本发明电气石经1000°C热处理后观察剖面的微结构金相图，图9为本发明电气石经1450°C热处理后在观察剖面的微结构所产生的局部丛状结晶 金相图，图10为本发明电气石经1450°c热处理后在观察剖面的微结构所产生的孔洞金相图， 图11为本发明电气石经1450°C热处理后在观察剖面的微结构所产生的完整针状莫 来石金相图，图12为本发明电气石经1450°C热处理后，对针状莫来石进行EDS的成份分析金相图， 图13为本发明电气石中莫来石周边基材之EDS成份分析金相图，图14为本发明电气石中基材的XRD矿物相分析示意图，表一为本发明电气石经EDS成份分析数据，表二为本发明电气石经1450°C热处理后针状莫来石的EDS成份分析之数据，表三为本发明电气石经1450° C热处理后的基材成份数据。
具体实施方式
首先，请参阅图1所示，本发明为一种远红外线材料分析方法，包括有下列步骤A.对一电气石加热至出现莫来石结晶相的工作温度其是对于一电气石进行加热的处理，使其工作温度系介于1000°C至1600°C之间，该电气石加热后进行热性质分析，如图2 所示，在900°C至1000°C左右，有明显的重量损失及放热反应，而对于其进行远红外线放射 率的分析〔如图3所示〕也显示出，远红外线放射率平均值从500°C开始有增强的现象，至 950°C略降为O. 955后，随着热处理温度的提高，远红外线放射率会继续提高；由于经过高 温烧结的电气石其远红外线放射率有提高的现象，故可得知电气石在结构上的转变，是远 红外线放射性能增强的因素；因此，特别针对电气石的热性质与晶相进行分析，便可了解电 气石晶相的转变与放射性能提高的原因，再参考图4所示，电气石经各种温度进行热处理 后，升温至850° C时，电气石的结构无太大的转变，而热处理温度提高至1000° C后，则开 始产生莫来石矿物相，随着热处理温度的提高，莫来石的晶相强度有提高的现象，并对照图 3所示的远红外线放射率，热处理温度越高者，远红外线的放射率越高，因此可证明与莫来石的广生有关；B.在该电气石上取得一观察剖面对于该加热后的电气石，执行一切削或/与研磨方式，借以于该电气石上可以获得一个观察剖面；C.在该观察剖面上区隔出莫来石结构区域与非莫来石结构区域透过一电子显微镜 (SEM),对于该电气石的观察剖面进行观察，电气石中存在着许多大小约为O. 5 μ m的结晶 〔如图5所示〕，经由850°C热处理后晶粒会成长为大小约2μηι的结晶〔如图6所示〕，电气石经950°C热处理后，其为结构开始产生裂纹，破断面整体上还可以辨别出矿物的结构，并且存在少许的晶粒〔如图7所示〕，经由1000°C热处理后，晶粒已完全消失，且有严重的纹路产生〔如图8所示〕，电气石经1450°C的热处理后，在表面会产生局部的丛状结晶〔如图9所示〕，在孔洞的部份则会明显观察到较为完整的针状莫来石〔如图10及第图11所示〕，在该电气石的观察剖面上根据结晶形状区隔出莫来石结构区域与非莫来石结构区域；D.侦测该非莫来石结构区域之X光能谱，以确认该非莫来石结构区域的所含成份内容先对于该电气石的观察剖面，透过一能量散射光谱仪(EDS)来确认该电气石具有莫来石结构区域所含成份内容，如表I所示系为电气石的EDS成份分析，其中A1203的含量为 35.92%，Si02之含量为39. 17%，如图9所示为电气石经1450° C热处理后，以EDS对电气石所产生的针状晶体进行成份分析，A1203的含量提高为43. 25 %，Si02含量降低为30. 07 %〔如表2所示〕,其成份中A1203与Si02所产生的变化比例从1:1. 09转变为1:0. 7，而莫来石的典型组成中A1203与Si02的比例为1:0. 6，经热处理后，成份趋近于莫来石(Mullite)，因此可推断电气石经热处理后，其针状结晶应为莫来石，由于莫来石并非远红外线放射体，推测远红外线放射来源应是莫来石以外的基材，将电气石中已区隔出非莫来石结构之区域，透过该能量散射光谱仪(EDS)来确认非莫来石结构区域之基材所含成份内容〔如图10及图11 所示〕，结果发现该基材成份中系已无A1203与Si02之成份〔如表三所示〕。
权利要求
1.ー种远红外线材料分析方法，包括下列步骤 A.对ー电气石加热至出现莫来石结晶相工作温度； B.在该电气石上取得一观察剖面； C.在该观察剖面上区隔出莫来石结构区域与非莫来石结构区域； D.侦测该非莫来石结构区域的X光能谱，以确认该非莫来石结构区域之所含成份内容； E.对该观察剖面进行结晶相分析，获得非莫来石结构区域的结晶相信息； F.根据步骤D与步骤E所获得非莫来石结构区域之成份与结晶相信息，作为调配远红外线材料的參考信息。
2.如权利要求1所述远红外线材料分析方法，其特征在于步骤A的工作温度系介于1000 で至 1600 0C ο
3.如权利要求1所述远红外线材料分析方法，其特征在于步骤B是对该加热后的电气石执行切削或/与研磨方式获得该观察剖面。
4.如权利要求1所述远红外线材料分析方法，其特征在于步骤C是透过ー电子显微镜，在该电气石的观察剖面上根据结晶形状区隔出莫来石结构区域与非莫来石结构区域。
5.如权利要求1所述远红外线材料分析方法，其特征在于步骤D是透过一能量散射光谱仪(EDS)来确认非莫来石结构区域的所含成份内容。
6.如权利要求1所述远红外线材料分析方法，其特征在于步骤E是透过一X光绕射分析方法(XRD)来确认该非莫来石结构区域的结晶相。
7.—种远红外线材料制造方法，是根据权利要求1所述远红外线材料分析方法的步骤D选择相符合的成份，再将该成份加热至符合步骤E的结晶相，以制作ー远红外线材料。
8.如权利要求7所述远红外线材料制造方法，其特征在于该相符合的成份是包含镁31-41%、铁 49-59% 及钠 6_13%。
全文摘要
本发明公开一种远红外线材料的分析及制造方法，分析方法包括有A.对一电气石加热至出现莫来石结晶相之工作温度；B.在该电气石上取得一观察剖面；C.在该观察剖面上区隔出莫来石结构区域与非莫来石结构区域；D.侦测该非莫来石结构区域的X光能谱，以确认该非莫来石结构区域所含成份内容；E.对该观察剖面进行结晶相分析，获得非莫来石结构区域的结晶相信息；F.根据所获得的非莫来石结构区域之成份与结晶相信息，作为调配远红外线材料的参考信息；其制造方法则在于选择相符成份，再将该成份加热至符合步骤E的结晶相，借以制作一远红外线材料。
文档编号G01N1/28GK102998320SQ20121032903
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月7日 优先权日2011年9月9日
发明者陈智成, 廖健宏 申请人:远东科技大学
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