电气石因具有自发极化性、热释电性、红外辐射特性等重要的性质,可被广泛应用于环境保护、工业节能、人体保健等领域。将微米级电气石与纳米Ce_1-x Zr_xO₂以一定的复合工艺制备出Ce_1-x Zr_xO₂/电气石纳米复合材料,可以提高电气石的红外辐射性能,对电气石矿物资源的充分利用具有重要意义。本文系统分析了电气石的种类、电气石的命名方法、电气石的红外辐射机理,并进一步分析了电气石粉体红外辐射性能的影响因素;以黑电气石和硝酸铈铵、硝酸锆为主要原料,采用共沉淀法制备红外功能Ce_1-xZr_xO₂/电气石纳米复合材料,研究实验工艺的主要影响因素,确定合适的制备工艺;利用透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱（FTIR）对纳米复合粒子进行表征,讨论该纳米复合粉体的表面形貌、晶体结构、化学组成、红外吸收与红外辐射性能之间的关系,深入研究纳米复合材料具有优异远红外辐射性能的机理。本文包括的主要研究结论如下:目前已发现的电气石主要有14种端员组成及它们中一些成员之间存在的有限或连续的（置换）固溶体。电气石种类的定义严格依据其化学成分,其首要标准是取决于一个确定的晶体位置上主要价态的那个主要化学成分。且当W-位上的主要占位元素为OH^1-或F^1-时,将OH^1-为主要占位元素的物种规定为根组成并授予根名。若电气石的组成具有根组成的大多数特征,但在一个或多个位上主要由其他阳离子或阴离子所占据时,那么该矿物种类则命名为根名加上适当的前缀修饰语,且修饰语的排列顺序按照其在结构式中出现的顺序,即:X-位修饰语、Y-位修饰语、Z-位修饰语、T-位修饰语,之后是W-位修饰语。电气石颗粒可视为由许多晶体电偶极子所组成,根据红外辐射的量子理论,电气石产生红外辐射与吸收实质上是分子系统内部跃迁偶极矩和光的振荡电场之间相互作用的结果。影响电气石红外辐射性能的因素有:材料粒度D、热激发的能力R、活性键密度M以及晶体结构的不对称度S。R、M、S越大,红外发射率越大;D越小,红外发射率越大,但增长率逐渐减小。化学共沉淀法制备Ce_1-xZr_xO₂/电气石纳米复合材料的实验工艺为:电气石粉与去离子水的质量比为1:10,（NH₄）₂Ce（NO₃）₆与Zr（NO₃）₄·5H₂O溶液浓度为0.2mol/L,（NH₄）₂Ce（NO₃）₆与Zr（NO₃）₄·5H₂O的混合溶液及氨水的滴加速度均为0.4ml/min,劲力搅拌,电气石/Ce（OH）₄·Zr（OH）₄·xH₂O前驱体的煅烧温度为800℃。化学共沉淀法制备出的Ce_1-xZr_xO₂/电气石纳米复合粉体,当电气石与Ce_0.75Zr_0.25O₂的质量比为91:9时,红外发射率最大,为0.98,比复合前电气石的红外发射率提高了0.12,达到了实验的预期。XRD及TEM分析表明,复合粒子中电气石及Ce_1-xZr_xO₂均有良好的晶体形态,且纳米Ce_1-x Zr_xO₂颗粒存在于微米电气石的表面;Ce_1-xZr_xO₂可以使电气石的晶胞体积从1.57404nm³收缩到1.53897nm³。通过XPS深入研究Ce_1-x Zr_x O₂对电气石晶胞体积影响的机理,发现Ce⁴⁺通过氧的演化能促进电气石中Fe²⁺的氧化,并使得电气石的晶胞体积进一步发生收缩。FTIR分析及红外发射率的测试结果表明,电气石中的铁氧八面体的中心原子Fe²⁺氧化为Fe³⁺,可使得样品中更多的硼三角形的电荷分布对称性降低(D_3h→C_2v)、极性增加,从而使得B-O键在1337cm^-1附近的红外吸收峰增强,材料的红外发射率提高。从而解释了复合材料比任何一个单相材料的远红外辐射性能都高的原因。根据实验分析结果,给出Ce（-Zr）促进电气石中Fe²⁺氧化的氧演化机理及氧化模型。