电气石粉体红外辐射性能研究
电气石红外光谱和红外辐射特性的研究
电气石红外光谱和红外辐射特性的研究
李雯雯;吴瑞华;董颖
【期刊名称】《高校地质学报》
【年(卷),期】2008(14)3
【摘要】精确测试和研究了不同种属电气石的红外光谱特征及不同种属、不同温度条件下热处理电气石的红外辐射特性.结果表明:电气石具有高红外发射率的本质在于其晶体结构中的分子振动具红外活性;铁、镁电气石红外发射率相近,且都大于锂电气石的红外发射率;电气石热处理的温度与红外发射率之间存在一定的对应关系,随着热处理的温度的增加,红外发射率减小,当温度增大到800℃红外发射率达到最大值,超过900℃,电气石开始分解,红外发射率开始下降;电气石在室温下最大单色辐出度相应的波长为9～10μm与绝对黑体9.72μm吻合较好,为良好的红外吸收与发射材料.
【总页数】7页(P426-432)
【作者】李雯雯;吴瑞华;董颖
【作者单位】中国地质大学,珠宝学院,北京,100083;中国地质大学,珠宝学院,北京,100083;北京市财经学校,北京,100006
【正文语种】中文
【中图分类】P578.953
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电气石粒度对其远红外辐射和吸附效应的影响
电气石粒度对其远红外辐射和吸附效应的影响
韩炜;陈敬中;吴驰飞
【期刊名称】《矿产综合利用》
【年(卷),期】2005(000)004
【摘要】为了更深入了解超细纳米化电气石的特性,对新疆阿勒泰矿区的黑色电气石样品进行了超细纳米化处理,考察了不同粒径的电气石超细粉体对其远红外辐射和吸附效应的影响,并作出了相应的评价.
【总页数】5页(P22-26)
【作者】韩炜;陈敬中;吴驰飞
【作者单位】华东理工大学材料科学与工程学院,上海,200237;中国地质大学材料科学与化学工程学院,湖北,武汉,430074;华东理工大学材料科学与工程学院,上海,200237
【正文语种】中文
【中图分类】P578.953
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电气石简介
◎电气石简介电气石是以含硼为主的环状硅酸盐矿物，其工艺名称为碧玺, 英文名：Tourmaline，意为“红玉骨绥（sui）”、“混合宝石”。
在我国的一些历史文献中也有将“托玛琳”称之为砒硒、碧霞希、碎邪金等，但多称为“碧玺”。
电气石最早发现于斯里兰卡，当时被视为与钻石、红宝石一样珍贵的宝石。
人们注意到这种宝石在受热时会带上电荷，这种现象称为热释电效应，故得名电气石。
电气石的化学式：Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6［Si6O18］［BO3］3(OH,F)4或写成通式：NaR3Al6［Si6O18］［BO3］3(OH,F)4。
【化学组成】电气石是一种硼硅酸盐矿物，即除硅氧骨干外，还有［BO3］络阴离子团。
其中Na+可局部被K+和Ca2+代替，(OH)-可被F-代替，但没有Al3+代替Si4+现象。
R位置类质同像广泛，主要有4个端员成分，即：镁电气石(Dravite)R=Mg；黑电气石(Schorl):R=Fe；锂电气石(Elbaite):R=Li+Al；钠锰电气石(Tsilaisit)R=Mn。
根据富含元素含量，可将电气石分为铁电气石、镁电气石、锂电气石等，并且某些类型的电气石之间还存在固熔现象。
一直以来，电气石被作为宝石矿物加以利用，少量用于仪器设备中的光学元件，大量非宝石级电气石几乎未得到利用。
1989年，日本学者Kubo发现并提出电气石具有永久性自发极化效应，从而为电气石为工业矿物，尤其是在环境与健康领域应用开辟出崭新的途径。
有关电气石的记载，始于古锡兰，之后陆续发现它具有电性、压电性，并被用于红外光谱探测和热像等仪器上。
1989年，日本学者Kubo首次发现了电气石存在自发电极、电气石微粒周围存在静电场现象，就此对电气石微粉的电场效应展开了一系列应用研究，由此兴起了电气石在环境、人体保健领域的研究新热潮。
此后，日本，美国等国学者纷纷开始了对这一方面的应用性研究，陆续申请了多项地利。
热处理对电气石矿物粉体表面自由能的影响
γ =γ d +γ p
(4)
通过 2 种以上测试液接触角数据，可以估算出 固体的表面自由能。 2.2 热处理后电气石粉体表面自由能 测试液的表面张力及其分量数据由德国 Dataphysic 公司提供，见表 1。表中 γ，γp，γd 分别 为测试液表面自由能，极性分量，色散分量。测试 液与电气石粉体接触角测试结果见表 2。
γ LV (1 + cos θ ) = 4 ⎜
d d p p ⎛ γL γS γL γS ⎞ + d d p p ⎟ ⎝ γ L +γS γ L + γS ⎠
(3)
其中：θ 为液固体接触角；上标 d 和 p 分别表示色 散作用和极性作用；下标 SL，LV 分别为固液、液 气表面。表面自由能 γ 与表面自由能分量间的关系 依不同的方程而不同，对于 Wu 方程，有：
第 36 卷第 2 期
梁金生 等：热处理对电气石矿物粉体表面自由能的影响
· 259 ·
表 2 热处理后测试液与电气石粉体的接触角 Table 2 Contact angle between test liquor and heat treatment tourmaline powders
Heat-treated Sample temperature/ ℃ T500 T550 T600 T650 T700 T750 T800 500 550 600 650 700 750 800 Water 67.169 66.467 62.456 57.296 56.459 55.389 47.632 Ethanol 28.425 25.486 24.140 22.009 20.399 19.862 21.283 Contact angle/(° ) Ethylene glycol (30%, in mass) aqueous solution 54.900 53.918 50.828 46.010 41.962 40.740 38.332
产品介绍电气石
产品介绍电气石是地球上十分珍贵的一种非金属矿石，是一种新型的环保材料，局中档宝石之列，珠宝界称之为碧玺，英文名称tourmaline。
其主要成分有镁、铝、铁、硼等10多种对人体有益的微量元素。
由于它是一种结构特殊的极性结晶体，自身能发电，并永久释放空气负离子和远红外线，所以叫电气石。
科学家称之为“空气维他命”、“环卫警察”，日本人称之为神石，韩国人称之为能量之石。
产品分类我公司生产的电气石系列产品：单晶体、纤维状、电气石陶粒球、电气石微粉、电气石手链、白色电气石微粉等。
产品功能（1）产生负离子负离子又称为“空气的维他命”,具有调节人体离子平衡作用，能使身心放松，活化细胞，提高自然治愈率等作用，并可抑制身体的氧化或老化，现代的环境具有许多促使正离子生成的要因，身体经常处于紧张状态，因此，负离子是现代人生活不可或缺的物质，此外，负离子也具有保鲜、除臭的功效。
（2）放射远红外线（4-14微米的成长光线）电气石具有放射远红外红功能（4-14微米的成长光线）远红外线能够渗透身体的深层部位温暖细胞、促进血液循环，使新陈代谢顺畅，可将电气石作为纳米微粉渗加到纺织品里面，用于床上用品，能起到净化室内空气、净化血液、安定植物神经、扩张血管、稳定血压、能活化细胞、提高免疫力，抗过敏、有助于恢复疲劳、心情舒畅。
远红外线能治疗腰疼、关节病、脚痛、怕冷等症，同时还有养发、生发、增发之功效。
（3）电解水、缩小水分子束水不会以单独分子存在，它会与氢结合，形成分子集团。
称为分子束。
活化的水为5－6个分子结合的分子束。
在此状态下，分子的活动最旺盛。
一旦水含有氯或重金属等不纯物时，这些不纯物会进入分子束中，形成数十个分子集团，抑制水分子的活动，使水变的难喝，而且细胞的渗透力也会降低，自来水不好喝的原因，不止是进行氯处理，与分子束的大小也有关，一般自来水的分子束为12－16个，受到污染的水一般约35－36个，自来水的分子束即使通过净水器也不会产生变化。
基于托玛琳石红外光谱测试的实验报告与数据分析
基于托玛琳石红外光谱测试的实验报告与数据分析实验目的：1.了解提供的电气石粉末样品的压电、介电特性及光谱测试。
2.测试记录提供的样品A、B2种电气石粉末在不同温度变化下表现出的红外辐射特性。
3.测试记录提供的样品A、B2种电气石粉末与聚乙烯按照几种不同比例混合塑形成管，在不同温度下表现出的红外辐射特性。
、实验材料：河北石家庄****公司提供A、B级电气石粉末各200g。
成分与基本特性见附1。
实验仪器：1、傅里叶变换红外仪，型号：岛津IRPrestige-21，测试条件：分辨率4cm-1，扫描范围4000-400cm-1，频率：50-60Hz，工作电压：220-240V，功率：250W。
2、实验室单冲压片机，最大压力：50kn，最大直径：16m，最大深度：14mm，片剂厚度：6mm，频率：50-60Hz，工作电压：220-240V，功率：750W，1400转/分。
实验内容：电气石粉末A、B样品材料的光谱测试1、制样A：取0.0011gA级电气石粉末样品与0.5009g溴化钾（KBr）分纯，将两种粉末混合研磨后压制成直径12mm，厚度约0.8mm的透明圆片A。
制样B：取0.0011gA级电气石粉末样品与0.5007g溴化钾（KBr）分纯，将两种粉末混合研磨后压制成直径12mm，厚度约0.8mm的透明圆片B。
2、实验操作：在傅里叶变换红外仪(岛津IRPrestige-21)，分辨率4cm-1，扫描范围4000-400cm-1，频率：50-60Hz，工作电压220-240V，功率：250W的条件下做样品红外光谱吸收率测试。
样品A：399.282035 47.045760 样品B：399.282035 42.382662 400.246484 46.786043 400.246484 42.243559401.210934 47.294733 401.210934 41.650071402.175383 47.469948 402.175383 40.827834403.139832 47.003222 403.139832 40.887666404.104282 46.612774 404.104282 41.376661405.068731 46.728035 405.068731 41.347613406.033181 46.930926 406.033181 41.521937406.997630 46.428236 406.997630 41.356750407.962079 45.941644 407.962079 40.816196408.926529 45.923182 408.926529 40.463055409.890978 45.843479 409.890978 40.448992410.855427 45.331644 410.855427 40.703514411.819877 44.815264 411.819877 40.797279412.784326 45.394423 412.784326 40.677110...... ......3986.069205 85.753652 3986.069205 59.5064723987.033654 87.098172 3987.033654 61.2799423987.998104 88.072535 3987.998104 61.2037263988.962553 86.419137 3988.962553 59.6598163989.927002 85.700015 3989.927002 58.4256823990.891452 86.431335 3990.891452 59.0901513991.855901 86.921360 3991.855901 60.4441373992.820350 86.843861 3992.820350 58.7870963993.784800 87.296861 3993.784800 58.3515513994.749249 87.123917 3994.749249 59.3718993995.713698 86.923464 3995.713698 59.7632103996.678148 87.599908 3996.678148 59.3547183997.642597 88.008467 3997.642597 59.2086813998.607047 88.318421 3998.607047 59.1812213999.571496 87.820652 3999.571496 59.8169374000.535945 85.887662 4000.535945 60.683754图1-1 样品A波数与透射率关系图图1-2 样品B波数与透射率关系图图1-3 样品A波长与透射率关系图图1-4 样品B波长与透射率关系图实验结果讨论与数据分析：电气石的红外光谱主要由[SiO4]离子团、BO3原子团、羟基和水及八面体阳离子 M-O 振动组成[1]，并由电气石的红外谱研究表明，除了[SiO4]四面体的顶角相连的 Si-O-Si 伸缩振动和弯曲振动，B-O 健伸缩振动具有红外活性外，O-H 也存在红外活性。
电气石无机复合粉体材料的研究进展
电气石无机复合粉体材料的讨论进展电气石能产生永久电极、形成静电场、产生负离子、发射远红外线、具有表面活性和吸附等优良性能。
同时鉴于其稳定性好、原材料易得、价格低廉，电气石在环保、医疗保健、化工建等领域的应用已受到普遍重视。
但电气石是非金属矿物材料，属于绝缘材料，晶体两端形成的正负电荷无法形成有效导电回路，降低了电气石的表面电场效应，影响了电气石的电磁学性能；而且实践证明电气石粉体越细、比表面积越大，其压电性、热电性发挥的效果较好，而电气石结构致密、硬度可高达7～7.5度，磨细加工难度大；同时单一的电气石所具有的特性无法充足性能的综合要求和高指标要求，这些不足都限制了电气石的广泛应用。
因此，为了更好地利用电气石的优异性能，电气石功能复合材料成为了一个讨论的热点。
电气石/TiO2复合材料电气石/TiO2复合材料利用电气石微粒的天然电场和辐射红外线等优良性能提高了TiO2的光催化活性，同时利用TiO2的掺入提高了电气石的白度，二者相辅相成，使其在环境、保健、建筑等领域有了更加广阔的应用前景。
目前，电气石/TiO2复合材料的制备重要通过溶胶—凝胶法，冯艳文等用此方法制备了含有电气石粉体的TiO2复合凝胶，并在紫铜表面制备了复合薄膜。
结果发觉在电气石微粒表面形成了TiO2微孔空心球簇，该结构增大了TiO2膜的比表面积，供给了更多的表面活性位，有利于反应物在TiO2表面的吸附，能显著提高光催化降解速率，经紫外灯照射后，与不含电气石的薄膜相比，含电气石0.5%的TiO2复合薄膜对甲基橙的降解率可提高31.9%。
梁金生等则在紫铜网表面制备TiO2/电气石复合薄膜后，讨论了电气石促进TiO2光催化活性的机理。
发觉薄膜表面形成了以电气石为核心的微粒簇，电气石表面厚度十几微米范围内具有很强的电场，能电离水分子形成H+和OH－，OH－与附着在电气石表面的纳米TiO2光催化产生的H+结合生成自由基，提高了光催化活性。
但以上的讨论均是在紫外灯的照射下得出的结论，而在很多应用环境中很难达到这个条件，这无疑又限制了这些材料的应用。
电气石的性能研究及其应用展望
电气石的性能研究及其应用展望摘要: 电气石族矿物化学成分高度多样化，因其本身具有热电性，压电性及自发极化性，不仅可以作为珍贵的宝石，而且在科学技术、环保等领域有着广泛的用途和应用前景。
文中主要对电气石的理化性质、及应用现状进行了综述，并指出了存在问题和发展趋势。
关键词: 电气石; 净水; 电磁屏蔽;0 引言：早在公元1500 年中期，葡萄牙一支探险队在巴西发现了这种宝石——电气石，并取名为：托玛琳，意为“多彩宝石”。
荷兰人在航海的途中发现它不仅能够吸引轻小物质，还可以把周围一些轻小的灰尘或草屑吸引过来，所以，电气石又被人们称之为“吸灰石”［1］。
1768 年，科学家林内斯又发现这种矿石具有压电型和热电性的性质，后来人们才把它叫做现在的名称“电气石”[2]。
研究表明，电气石是地球上现存的唯一带永久性电极的矿物质［3］。
1 研究背景电气石作为新兴发现的工业矿物，其应用是十分广泛的。
它应用的领域有化工、建材、环保、轻工、医药、电子、化妆品等领域。
由于电气石具有独一无二的矿物性质，使得它加工产品具有较高附加值，所以电气石的研究一直以来都是热点。
并且这些年来根据工业、农业、医药类等需求不断扩大了对电气石的开发应用，同时对电气石的产品的工艺研究也更为深入，所以电气石目前的应用前景很广泛。
电气石和水接触后会立即发生反应，会被瞬间负离子化，同时也降低了碱性。
其机理是：电气石负电极的电子一接触到水便瞬间放电，将水电解成 H+和 OH-，H+与电气石发出的负离子结合而被中和，变成 H原子释放出来。
OH- 则和 H2O 分子相结合，产生了碱性负离子或羟基负离子，这两种离子具有活性作用。
一滴水中含有 1.67×1021水分子，一杯水是由数亿个水分子组成的分子团。
自来水含有杂质，并且自来水中的水都是大分子团，由于分子团大，所以水很难被吸收。
水中的电气石利用电压将大的水分子团体分解成小的、已于吸收，并且对身体有利的水，此过程即是使水的活化，皮肤及细胞对这样的小分子水吸收性增强，使皮肤更滋润，身体更健康。
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摘 要
对 电气石超 细粉体进行 了红外辐射 性能研 究， 通过激光粒度 分析仪和傅里叶变换红 外光谱仪及其光谱 比辐射率测量附件进行 了 表
征 。结果表明 ， ２ ３ Ｂｏ 品位 为 ８ ６ 的铁 电气石随着细度 的增加 ， ．％ ３ 全波长积分发射率也增加 ， ｓ大于 ２ ９ａ 时， 当Ｄ ０ ． ／ ０ ｍ 全波长积分发射率有下降趋势；
ｐ ｒｉ ｌ ｉ ｅ ｆ ｒｔ ｕｒ ａｉ ｅ ｗｉ Ｏ３ ｇ ａ ｅ ８ ３ ％ ， ｈ ｏ ｅ ｗａ ｅ ｅ ｇ ｈ ｉ ｔ ｇ ａ ｅ ｍｉｓ ｏ ａ ｅ ｗｏ ｌ ｎ ｒ ａ ｅ ａ ｃ ｅ ｓｚ ｏ ｏ ｍ ｌｎ ｔ Ｂ２ ｒ ｄ ． ６ ｔ ｈ ｔ ｅ ｗｈ ｌ ｖ ｌｎ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｒ ｔ ｕ ｄ ｉ ｃ ｅ ｓ ，ｗｈｅ ｒｉ ｌ ｉｅ Ｄ５ ｓ ｍｏ ｅ ｎ ｐａ ｔ ｅ ｓｚ ｏｗａ ｒ ｃ ｔ ａ ０ ｍ， ｈ ｏ ｅｗａ ｌ ｎ ｔ ｔ ｇ ａ ｅ ｍｉ ｓｏ ａ ｅｒ ｄ ｅ ， Ｏ ｗａ ｏ ｒ ａ ｉ ｅ ｗｉ Ｏ３ ｒ ｄ ． ９ ， ｈ ｎ ２．９ ｐ ｔ ｅｗｈ ｌ ｖｅｅ ｇ ｈ ｉ ｅ ｒ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｒ ｔ ｅ ｕｃ ｄ Ｓ ｓｔ ｕ ｍ ｌ ｔ Ｂ２ ａ ｅ ８ ５ ％ ｗｈｉ ｒｉ ｌ ｉ ｅＤ５ ｗａ ３．８ ｐ ｎ ｎ ｈ ｇ ｌ ｐａｔｃ ｅ ｓｚ ０ ｓ １ １ ｍ， ｅ
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第 ３ 卷第 ２ ５ 期 ２ １年３ ０２ 月
Ｖｌｌ３５ Ｎ Ｏ． ０－ ２
Ｍ ａ ｃ ，２ ２ ｒｈ ０１
电气石粉体红外辐射性能研究
任 飞 张 多
（ 东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 １ １０ １ ；２ 东 北大学 理学院 ，辽宁 沈阳 １８ ９ １０ １） １８９
Ｒｅ ｉ ｎ Ｆｅ Ｚｈ ｎｇ Ｄｕ ａ ｏ
（ Ｒｅｏ ｒｅ ｎ ｉｉＥ ｇｎ ｅｉｇＣ ｌ ｇ ， ｒ ｅｓ ｉｅｓ ｙ Ｓ ｅ ｙ ｎ ， ｉｏ ｉｇ １０ ０ ； Ｓ ｉｎ ｅＣｏｌｇ ， ｒ ｅ ｓ Ｕｎｖ ｒｉ ， １ ｓｕ ｃｓａ ｄＣ ｖｌ ｎ ｉｅｒｎ ｏｌ ｅ Ｎｏｔ ａｔ ｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ａ ｇ Ｌａ ｎｎ ０ ４ ２ ｃｅ ｃ ｌ ｅ Ｎｏｔ ａｔ ｉｅｓ ｙ ｅ ｈ Ｕｎ ｔ １ ｅ ｈ ｔ Ｓ ｅ ｙｎ ， ｉｏ ｉｇ １０ １） ｈ ｎ ａｇ Ｌａｎｎ １ ８９
Ｂ ｏ 品位为 ８ ９ 的铁 电气石全 波长积分发射率随 细度的增加也是先增加后下降， ２３ ．％ ５ 当Ｄｓ为 ｌ． ｍ 时， 波长积分发射率达到最大值 ０８ ， ０ ３１ ８ 全 ．８ 可
能是 电气石品位 对比辐射率有影响。电气石的晶体结构特征及热释 电效应是其产生较 强红外辐射的主要原 因。
关键 词 电气石 超 细粉体Biblioteka 红外辐射晶体 结构
热释电效应
中图分类号 ： ３ ．；Ｄ９ ５ 文献标识码 ： ０４ ４ Ｔ ８ ３ Ａ
文章编号 ： ００８ ９（０２０ －０３０ １０ ．０８２ １）２０４ －３
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｎ ｒ ｒ ｄ Ｒａ ｉ ｔ ｎ Ｐｒ ｐｅ ｔ ｓｏ ｏ ｒ ａ ｉ ｅＰｏ ｄ ｒ ｔ ｄ ｎ Ｉ ｆａ ｅ ｄ ａ ｉ ｏ ｒｉ ｆ ｕ ｍ ｌｎ ｗ ｅ ｏ ｅ Ｔ
随着 红 外 实验 和 理论 的深入 研 究 ， 红外 技 术得 到 广 泛应 用 ， 外保 健、 红 红外 环保 、 红外 医疗 、 外遥 红 控 与 红外 遥感 等 技术 受 到高 度 重视 。 国 内外 已投入