[发明专利]一种高发射率红外陶瓷材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高发射率红外陶瓷材料，该陶瓷材料中包括氧化锆及石墨烯，其中，所述氧化锆为纳米球形颗粒，所述石墨烯包裹在氧化锆颗粒周围；所述石墨烯在红外陶瓷材料中占比为1.353‑2.455wt％；所述红外陶瓷材料在25℃下全波段红外发射率不低于0.85，在600℃下全波段红外发射率不低于0.55。所述红外陶瓷能够在近、中、远波段保持红外高发射率，实现精准控制全红外波段的特征波长及辐射强度，能够模拟天然艾灸发射光谱特征。本发明还公开了该红外陶瓷材料的制备方法和应用。

技术领域

本发明涉及红外医疗材料领域。更具体地，涉及一种高发射率红外陶瓷材料及其制备方法和应。

背景技术

艾灸疗法的温阳散寒除湿效果能够提高免疫力，改善人体亚健康状态。特别在今年抗击新冠病毒战役中，对于增强易感人群体质发挥了重要作用。而传统艾灸存在烫伤的风险，燃烧产生的“烟”和“灰”不利于人体健康，同时治疗的确切温度和时间不能得到精确保证，达不到标准化。因此研制现代治疗仪器具有重要意义，但目前国内外已有的仿灸治疗仪仍未被广泛应用，主要原因在于较天然艾灸的模拟效果有较大偏差。因此设计出精准模仿艾灸发射光、热的有关现代化医疗设备至关重要。

目前远红外陶瓷主要采用陶瓷复合材料制备得到，如CN110698180A所述，红外陶瓷材料由氧化钛、氧化硅、氧化镁、氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化铈、硼远化硅组成，可应用于医疗保健器械中远红外模块，具备共振、渗透、温热养生健康功效，但是原料种类复杂、调配过程中容易出现性能不均一的情况。如CN109234825A中所述，公开了一种相变微球，壳层为石墨烯空心微球和分布于石墨烯之间的纳米远红外粉体，核为相变材料，来制备智能调温纤维，但该申请制备工艺复杂，造价昂贵，达不到红外高发射率的要求，且不能精准控制全红外波段尤其近红外波段的辐射强度。

此外，目前市面上销售的仿灸仪大多数未提供准确的发射光谱，故无法将其与艾灸发射光谱进行比对，效果更无从得知，且最高温度为二三百摄氏度，与本身艾灸内部燃烧维度(460℃)相距甚远，因此本发明重点集中以上所述问题，尽可能还原艾灸本身发射的光热情况。

因此，要实现精准控制全红外波段的特征波长及辐射强度，尽可能模拟天然艾灸发射光谱特征是关键。

发明内容

从艾灸的治疗机理出发，艾灸主要通过中远红外辐射的热效应、近红外辐射的光效应以及艾灸生成物药效应三大方面进行作用，基于以上不足，本发明的第一个目的在于提供一种高发射率红外陶瓷材料，该红外陶瓷材料是一种发热源材料，其在全红外波段具有高的红外发射率，可较精确的模拟天然艾灸发射光谱特征，从而可很好的用于红外仿灸设备的制备中。

本发明的第二个目的在于提供一种高发射率红外陶瓷材料的制备方法。

本发明的第二个目的在于提供一种高发射率红外陶瓷材料的应用。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种高发射率红外陶瓷材料，该陶瓷材料中包括氧化锆及石墨烯，其中，所述氧化锆为纳米球形颗粒，所述石墨烯包裹在氧化锆颗粒周围；

所述石墨烯在红外陶瓷材料中占比为1.353-2.455wt％；

所述红外陶瓷材料在25℃下全波段红外发射率不低于0.85，在600℃下全波段红外发射率不低于0.55。

进一步地，所述氧化锆的粒径为20-100nm。

进一步地，所述氧化锆为稳定的立方相。

进一步地，所述氧化锆为氧化镁稳定的氧化锆。

进一步地，所述氧化镁稳定的氧化锆为Zr_0.8Mg_0.2O_1.8，或者Zr_0.86Mg_0.14O_1.86。