负离子陶瓷添加剂在陶瓷产品中的应用
时间：2021-01-05 16:03:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 本文阐述了负离子添加剂的功能机理，介绍了其特点及应用，并指出了它广阔的发展前景。
关键词 负离子陶瓷添加剂，应用
1概述
负离子陶瓷添加剂可用于各种墙砖、地砖等建筑陶瓷及卫生洁具陶瓷产品中，将其添加到陶瓷产品坯体及表面能够使产品具有抗菌抑菌、持续释放负离子、发射远红外线等多项功能，而且添加剂本身能耐高温达1300℃，对产品坯体及釉面的烧结、表面性状无任何影响，其特有的保健功能赋予了陶瓷产品新的市场形象。
负离子陶瓷添加剂中的主要成分负离子素是一种晶体结构，属三方晶系，空间点群为R3m系，是一种典型的极性结晶，这种晶体R3m点群中无对称中心，其C轴方向的正负电荷无法重合，故晶体结晶两端会形成正极与负极，且在无外加电场情况下，正负极两端也不消亡，故又称“永久电极”，即负离子素晶体是一种永久带电体。
“永久电极”在其周围形成电场，由于正负电荷无对称中心，即具有偶极矩，且偶极矩沿同方向排列，使晶体处于高度极化状态。这种极化状态在外部电场为“0”时也存在，故又叫做“自发极化”，致使晶体正负极积累有电荷。电场的强弱或电荷的多少，取决于偶极矩的离子间距与键角大小，每一种晶体都有其固有的偶极矩。一般情况下，永久电极分别吸引周围的异号电荷，在其表面形成一个表面电荷层，屏蔽了大部分固有的电极电荷，所以未经激活强化的晶体，静止态负离子发生能力很低，当外界有微小作用时（温度变化或压力变化），离子间距和键角发生变化，极化强度就增大，使表面电荷层的电荷被释放出来，其电极电荷量加大，电场强度增强，呈现明显的带电状态或在闭合回路中形成微电流。电场强弱可用电极化强度来评价，电极化强度越大，产生负离子的能力就越强。因此负离子陶瓷添加剂是依靠纯天然矿物自身的特性，并通过与空气、水气等介质接触而不间断地产生负离子，具有抗菌、抑菌作用的功能性保健材料。
2负离子陶瓷添加剂的功能机理
2.1 抗菌、抑菌作用
由于负离子材料周围有104～107V/m的强电场，细菌在电场及电场所形成的0.06mA微电流的作用下，被杀死或抑制分裂增生。经国家权威部门检测，负离子素对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌抑菌率＞99％，而且据测定，细菌大多带正电荷，在空气或水中被大量H3O2-包覆或被H3O2-所中和，使其失去了增生与繁殖的条件，进一步加强了抗菌、抑菌效果；同时负离子材料本身具有的远红外线发射能力也使靠远红外线辐射的电磁波能量起到辅助的抗菌、抑菌作用，消除各种因素对人体的危害，增进人体健康。
2.2 发生负离子
人们在森林、瀑布、郊外或雨后会感到空气清新、呼吸舒畅和轻松愉快，这是因为空气中负离子显著增多的缘故。空气中的负离子与人体健康的关系非常密切，空气离子是指空气中带有正电荷或负电荷的离子。组成空气的各种气体的分子或原子，在湿度、温度、空气流动的条件下，气体分子失去外层电子，从而成为带有正电荷的阳离子，游离的电子与另一个中性分子结合，成为带负电荷的阴离子。大自然形成的阴离子与阳离子在正常情况下是一种动态平衡，即在空气中保持一定的阴阳离子比例、小离子与大离子的比例，并保持一定的阴离子浓度，以保证人类及地球生物正常的生育和繁殖。空气负离子对人体健康的好处主要是：使细胞活性化并加速新陈代谢、净化血液、稳定神经系统，使体内氧自由基无毒化，提高人的免疫力。
当空气中的水分子进入负离子素电场空间内（一般为半径10～15μm的球形）会立即被永久电极电离，发生H2O→OH－+H+的反应，由于H+移动速度很快（H+的移动速度是OH－的1.8倍），它迅速移向永久电极的负极，吸收一个电子，变为H2逸散到空气中（2H++2e→H2↑）；而OH－则与另外的水分子形成H3O2－负离子。H3O2－分子模型为：
这种变化只要空气湿度不为零就会不间断地进行，形成负离子（H3O2-）永久发射功能，而不会产生有毒物质引发其它副作用。实践证明，负离子素置于密封玻璃罐内，随时间变化，罐内氢气（H2）分压增加。
2.3发射远红外线
负离子陶瓷添加剂是一种对人体健康非常有益的远红外线发射材料，它的单元体的正、负电荷无对称中心，即具有偶极矩，当它们做热运动时，相应的偶极矩发生变化，即热运动使极性分子激发到更高的能级，当它们向下跃迁时把多余的能量以电磁波的方式放出。人体吸收远红外线最佳波长为9.6μm，而负离子陶瓷添加剂发射远红外线的波长在 2～18μm范围内，并且辐射功率发射密度为0.04W/cm2，比人体细胞能量密度0.03W/cm2略高，以上数据可充分证实，负离子陶瓷添加剂发射的远红外线与人体协调很好，可被人体全部吸收。
3负离子陶瓷添加剂的应用
负离子陶瓷添加剂由多种天然矿物经科学配比，再经过溶胶离子粉碎、机械复合、电子束激活等高科技手段加工而成。陶瓷添加剂是颜色为白色的超微粉，d50＜1μm，其特点是：（1）用量少：按陶瓷产品表面积计算，每平方米陶瓷产品表面的釉料、树脂等材料中添加18～20g负离子陶瓷添加剂，就可以使陶瓷产品具有抗菌抑菌、发射负离子等功效；（2）效果显著：负离子陶瓷添加剂抗菌抑菌率＞99％，静态持续发射负离子＞4000个/s·cm2（依据温度、湿度和空气流动性不同负离子浓度有一定变化）；（3）耐高温：负离子陶瓷添加剂本身耐高温达1300℃，对产品釉面烧结及表面性状无任何影响。
4结语
负离子陶瓷添加剂以其独有的多种健康特性成为陶瓷行业不容忽视的功能助剂，负离子功能陶瓷产品的开发应用，为陶瓷行业提供了提升产品档次、扩大市场份额、提高企业知名度的机遇，更主要的是负离子陶瓷产品为人们的日常生活提供了一种实际的、全新的、多方位的健康呵护。相信负离子陶瓷产品在我国将会得到更高更快的发展，为切实提高人们的生活品质和生活质量发挥作用。
