一种混合多微量元素功能陶瓷的制备工艺的制作方法

本发明涉及陶瓷制备，尤其涉及一种混合多微量元素功能陶瓷的制备工艺。

背景技术：

1、陶瓷，作为一种经特定温度煅烧后形成的无机非金属材料，因其出色的硬度、耐高温、电绝缘性和耐腐蚀性，已被广泛应用于各种领域，如日常生活用品、建筑材料及电子设备等，传统的陶瓷制品大多数都是基于其固有性质进行生产与应用，而尚未完全利用其更深层次的潜在功能。

2、近些年，随着对健康和饮食的关注逐渐增加，陶瓷煮食器具和餐具在生活中的地位也愈加重要，其中，研究表明某些微量元素对于人体有益，能够提高人体机能，帮助增强免疫力，改善生理功能等，因此，如何将这些对人体有益的元素融入陶瓷制品，使得在煮食或饮用中能逐渐释放，为人体带来益处，成为了一个新的研究方向。

3、尽管目前存在为陶瓷添加微量元素的技术，但大多方法涉及在制陶过程中简单地添加微量元素粉末或溶液，这些方法存在的问题在于元素的分布可能不均匀，或者在高温煅烧过程中其有益性质被破坏，这不仅可能导致陶瓷的性能不稳定，而且可能影响其释放元素的效能。

4、为此，本发明提供了一种混合多微量元素功能陶瓷的制备工艺，通过这种独特的工艺，微量元素能均匀地分布在陶瓷中，并在高温煅烧过程中保持其有益特性，如此制备出的陶瓷，在煮汤或煮食过程中，能逐渐释放这些对人体有益的元素，起到提高人体机能的作用。

技术实现思路

1、基于上述目的，本发明提供了一种混合多微量元素功能陶瓷的制备工艺。

2、一种混合多微量元素功能陶瓷的制备工艺，包括以下步骤：

3、s1：从精选的原矿中提取含有多种元素的矿物质；

4、s2：将从原矿中提取出的多种元素进行混合，并转化为多液体状态混合液；

5、s3：对未经处理的陶瓷土坯进行高温加热到800摄氏度；

6、s4：将加热后的土坯放置在室内自然降温到30摄氏度；

7、s5：在降温以后，采用雾化方法将步骤二中准备好的多液体状态混合液进行多次注入，每次注入后均需晾干，总共进行3-5次注入，直到混合液全部沁入土坯中；

8、s6：对雾化注入后的土坯进行超声波处理，促进微量元素的更深入渗透；

9、s7：使用红外光照射土坯，提高微量元素与土坯之间的结合力；

10、s8：对处理后的土坯进行二次煅烧，形成多微量元素功能陶瓷成品。

11、进一步的，所述s1步骤中的提取含有多种元素的矿物质的步骤包括：

12、s11:使用筛分技术，选择粒径为1mm的原矿进行进一步处理；

13、s12:将筛选出的原矿在ph值为2的稀硫酸溶液中浸泡12小时，以便解离矿物中的微量元素；

14、s13:通过离心技术，以每分钟2000转的速度进行15分钟，分离出含有微量元素的溶液；

15、s14:使用蒸馏水将此溶液稀释至1:5的比例，然后通过反渗透技术进一步纯化，得到含有多种元素的矿物质溶液。

16、进一步的，所述s2步骤中将多种元素进行混合并转化为多液体状态的具体步骤为：

17、s21:取出s1步骤中得到的多种元素的矿物质溶液，测定其浓度，确保元素浓度为10g/l；

18、s22:根据所需的元素比例，将不同的元素溶液按照体积比1:1进行混合，保持混合20分钟，形成混合溶液a；

19、s23:向混合溶液a中加入5-10％的高分子稳定剂，该高分子稳定剂为羧甲基纤维素或果胶，以增强液体的稳定性；

20、s24:接着将混合溶液a在磁力搅拌器上以每分钟500转的速度搅拌1小时，形成均一的液态混合物b；

21、s25:在维持ph值为6的条件下，在液态混合物b中缓慢加入5-8％的乳化剂，该乳化剂为磷脂或鸡蛋黄卵磷脂，继续搅拌45分钟，使液态混合物b转化为多液体状态混合液。

22、进一步的，所述s3步骤中的高温加热步骤具体包括：

23、s31:先确保土坯干燥度达到95％以上，并将其放置在电阻炉内；

24、s32:以每小时30℃的速率缓慢提升温度，直至土坯内外部温度均匀达到800摄氏度；

25、s33:在达到800摄氏度后，维持此温度并持续加热至少1小时，以保证土坯内部的微结构变化和化学反应得以完成。

26、进一步的，所述s4步骤中让加热后的土坯在室内自然降温的步骤具体包括：

27、s41：将高温加热后的土坯取出后，将其置于室温为25摄氏度、湿度为55％的环境中；

28、s42：使用隔热架确保土坯与其他表面的直接接触最小化，以促进均匀的冷却；

29、s43：使用热成像对土坯的温度进行实时监测，确保其均匀且稳定地降温到30摄氏度；

30、s44：在整个降温过程中避免任何形式的机械干预或加速冷却，以确保土坯内部的微结构稳定，及避免表面形成裂纹。

31、进一步的，所述s5步骤中采用雾化方法将多液体状态混合液进行注入的步骤具体包括：

32、s51：使用粒径为4-6微米的雾化喷嘴，确保混合液能够形成均匀的微小水滴；

33、s52：设置喷嘴与土坯的距离在15-20厘米范围内，确保雾化液均匀地覆盖土坯表面；

34、s53：调整雾化喷嘴的工作压力为2-3bar，并维持流速在10-15ml/min；

35、s54：在雾化过程中，确保室内温度维持在20-25摄氏度，并且相对湿度为55-65％；

36、s55：采用轮流的方式对土坯的各个侧面进行雾化处理，每次处理间隔6分钟，以确保土坯充分吸收混合液。

37、进一步的，所述s6步骤中超声波处理是在频率为20-40khz的条件下进行，持续时间为10-30分钟。

38、进一步的，所述在s7步骤中使用红外光照射的步骤具体为：

39、s71：选用红外发射器，设置红外光的强度和波长为890nm作为起始点；

40、s72：根据土坯的尺寸和形状，调整红外发射器的位置和角度，以确保土坯表面得到均匀的红外光照射；

41、s73：启动红外光照射，每30分钟检查土坯的温度和状态，确保其不出现过热或颜色变化，并确保土坯表面无明显的干燥或结晶现象；

42、s74：在红外光照射结束后，立即将土坯移至通风良好的地方进行冷却，预防因热量积聚导致的热应力。

43、进一步的，所述s7步骤中的二次煅烧步骤具体为：

44、s71：首先将土坯放入煅烧炉中，确保土坯之间的距离至少为5厘米，以确保热量均匀分布且不会出现相互粘连现象；

45、s72：设定煅烧炉的温度上升速率为15摄氏度/分钟，直到达到预设的1300摄氏度；

46、s73：在达到预设温度后，保持此温度并进行持续煅烧2小时；

47、s74：完成二次煅烧后，逐渐减少炉内温度，降温速率控制在8摄氏度/分钟，直至土坯温度降至室温；

48、s75：从煅烧炉中取出土坯，放置于通风良好的地方进行自然冷却，至少12小时，以确保土坯完全冷却并稳定其微观结构。

49、进一步的，所述多种元素矿物质包括碳、氧、氢、氮、钾、钠、钙、镁、氯、硫、铁、碘、铜、锰、锌、硒、钼、铬、钴、镍、氟、钒和锡。

50、本发明的有益效果：

51、本发明，通过精选的原矿提取含有多种微量元素的矿物质，这一过程不仅减少了对单一矿物资源的依赖，还能充分利用原矿中的微量元素，增强资源的利用效率，相对于传统的制备方法，这一工艺大大减少了资源浪费和环境污染。

52、本发明，通过多阶段处理步骤，雾化方法、超声波处理以及红外光照射等，确保了微量元素深入渗透到土坯中，与陶瓷形成紧密的结合，这不仅提高了陶瓷的物理强度和耐久性，还赋予了陶瓷特殊的功能特性，如对人体有益的微量元素释放等。

53、本发明，能够制备含有丰富微量元素的功能陶瓷，这种陶瓷在医疗、日常生活、艺术装饰等多个领域都有着广泛的应用前景，例如，作为餐具使用时，可以在食物中释放有益于人体的微量元素。