[发明专利]人工矿石及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工矿石及其制造方法。

背景技术

一直以来，陶瓷作为耐热性优异、硬度高的材料被广泛应用。这 种陶瓷通过将氧化铝等原材料混合成型后进行烧制而制造，由于成型 时能够形成各式各样的形态，因此得到广泛利用。

作为代表性陶瓷的氧化铝的热物性为，耐热性约为1600℃，热传 导系数是36.0(W/m/K)，热扩散系数是0.0119×103(m2/s)(均为 300K时的值)。

可是，虽然上述现有的陶瓷由于耐热性、耐磨蚀性、易加工性等 理由被广泛利用，然而，仍希望开发出耐热性等热物性进一步提高的 人工材料。

而且，上述现有的陶瓷必须将原材料混合成型后进行烧制，制造 上需要花费时间和劳力，因此希望开发出制造简单的人工材料。

在此，本发明者使硅化合物、电气石和陶瓷中的任一种熔融，然 后添加铁、铝和钙，然后进行冷却，接着在高温下再次熔融并冷却， 由此发明了块状的人工矿石(例如，参照专利文献1)。

这种人工矿石与陶瓷相比，热传导系数、热扩散系数和耐火温度 等热物性值都非常好，并且，人工矿石具有通过放出波动使流体中的 分子微细化的能力，进一步，具有能够防止带有静电的能力，同时具 有能够防止电磁波和放射线透过的能力等，是非常有益的新型材料。

专利文献1：专利第3766385号说明书

发明内容

可是，该人工矿石通过再次熔融后进行冷却形成块状时，有时出 现铁或铝等金属成分的局部凝聚；使人工矿石粉末化时，有时硅化合 物或钙的配合比率极低，生成大部分为铁或大部分为钙的粉末。在使 用该人工矿石的粉末时，有可能无法得到所需要的特性。

在此，本发明的人工矿石的制造方法包括三个工序：第一工序， 将硅化合物、电气石和陶瓷中的任一种作为主材，使规定量的主材在 减压状态下熔融，然后添加铁、铝、钙，使其自然冷却，由此生成第 一固化体；第二工序，使该第一固化体在减压状态下再熔融，然后使 其自然冷却，生成第二固化体；和第三工序，使该第二固化体在常压 状态下熔融，并投入与第一工序中熔融的主材等量的主材，使其熔融 后进行自然冷却，生成第三固化体。由上述第三固化体构成人工矿石。

并且，在上述第二工序中，使上述第一固化体再熔融时，添加锗、 木炭、二氧化钛中的至少任一种。

此外，在本发明的人工矿石中，使硅化合物、电气石和陶瓷中的 任一种构成的主材在减压状态下熔解，添加铁、铝、钙，使生成的第 一固化体在减压状态下再熔融，使其自然冷却，使生成的第二固化体 在常压状态下再熔融，并加入与上述主材等量的主材，使其熔解并自 然冷却，由生成的第三固化体构成人工矿石。

并且，向上述第二固体中添加锗、木炭、二氧化钛中的至少任一 种。

发明效果

根据本发明，将人工矿石的主材分两次进行熔解，由此抑制铁或 铝等金属成分的局部凝聚，能够生成均质化的人工矿石。

因此，将该人工矿石粉碎形成粉末时，能够得到组成均匀的粉末， 在用作净水器用筒或发动机箱的原料，或者载持在发动机箱表面时， 能够充分地发挥人工矿石特有的效果。

具体实施方式

本发明的人工矿石及其制造方法中，通过将人工矿石的主材分两 次进行熔解，能够抑制添加在主材中的铁或铝等金属成分的局部凝聚。

据推测，向主材中添加铁、铝和钙等并进行加热，在生成它们的 熔解物时，在减压状态下使其熔解，容易除去残存在主材和铁、铝、 钙中的微量夹杂物，进行纯化，可是这样反而容易产生铁或铝等金属 成分的局部凝聚。

因此，通过在形成人工矿石的最终阶段再次加入主材，由于主材 中残存的夹杂物能够抑制铁或铝的凝聚，能够实现人工矿石的均质化。

其中，主材是硅化合物、电气石和陶瓷中的任一种。

采用如此形成的人工矿石，与陶瓷相比，具有非常良好的热传导 系数、热扩散系数和耐火温度等热物性值，而且，人工矿石具有通过 放出波动使流体中的分子微细化的能力，进一步，具有能够防止带有 静电的能力，同时具有能够防止电磁波和放射线透过的能力。