一種導磁陶瓷膽及其制備
【專利摘要】本發明涉及一種導磁陶瓷膽及其制備，包括陶瓷膽基體和導磁金屬；所述導磁金屬夾在所述陶瓷膽基體底部的中間層；所述導磁金屬的尺寸和厚度均小于所述陶瓷膽基體底部的尺寸和厚度；所述導磁金屬的周邊與所述陶瓷膽基體之間存在空隙。制備為根據導磁金屬在燒結時的膨脹尺寸在其外表面覆蓋一層一定尺寸的低溫易熔化或氣化的物質；通過滾壓成型工藝使陶瓷膽底部坯料在壓力作用下與導磁金屬結合為一體，形成底部中間層為導磁體的陶瓷膽坯體，然后晾干、煅燒、燒結，制備可直接電磁加熱的導磁陶瓷膽。本發明解決傳統帶金屬導磁加熱層的陶瓷膽電磁加熱時，金屬發熱層與陶瓷膽熱匹配性差易導致脹裂、炸鍋等問題，且生產工藝簡單，實用價值大。
【專利說明】
一種導磁陶瓷膽及其制備
技術領域
[0001]本發明屬于陶瓷鍋具領域，尤其涉及一種導磁陶瓷膽及其制備。
【背景技術】
[0002]陶瓷，被用作烹飪用具的材料已有許多年歷史。陶瓷鍋成本便宜，使用方便，不會生銹，并且烹調時能保持食物的原滋原味，清洗方便，深受我國人民的喜愛。目前市場上的電磁電飯鍋開始使用陶瓷內膽，相比金屬內膽，陶瓷內膽在耐磨性和耐腐蝕性方面表現更佳。專利CN 200820047032.7公開了一種金屬膜陶瓷膽電磁電飯鍋，通過在陶瓷膽的底部外表面覆上一層電磁金屬膜，可在電磁場中產生渦流而發熱，從而實現陶瓷膽的電磁加熱。但是，這種電磁電飯鍋由于導磁層設置在陶瓷內膽的底部外表面，工作時有大量的熱量直接散失到外界，且導磁金屬層產生的熱量必須經過陶瓷層才能傳遞到食物，因而導致熱效率低，功率損耗大，使用壽命短。專利CN 202681589 U公開了一種在陶瓷鍋底部嵌入一塊鐵磁性薄片使得該陶瓷鍋可以在電磁爐上加熱，這種方法需要對脆性陶瓷進行加工，如打洞、劃槽等，使得陶瓷成品率很低；另外磁性制品與陶瓷的熱脹冷縮差距大，導致分層，易出現松動、脹裂等現象。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種導磁陶瓷膽及其制備以克服傳統帶金屬導磁加熱層的陶瓷膽電磁加熱時，金屬發熱層與陶瓷膽熱匹配性差易導致脹裂、炸鍋等問題。
[0004]為解決上述問題，本發明提供了一種導磁陶瓷膽，包括陶瓷膽基體和導磁金屬;所述導磁金屬夾在所述陶瓷膽基體底部的中間層;所述導磁金屬的尺寸和厚度均小于所述陶瓷膽基體底部的尺寸和厚度;所述導磁金屬的周邊與所述陶瓷膽基體之間存在空隙。
[0005]進一步的，所述導磁金屬為相互連通的條狀、片狀、三維網狀中一種或多種。
[0006]進一步的，所述三維網狀導磁金屬采用導磁金屬纖維燒結網。
[0007]進一步的，所述導磁金屬纖維燒結網為導磁金屬纖維連續燒結網或柔性鏈接的若干塊不規則的導磁金屬纖維燒結網。
[0008]進一步的，所述導磁金屬為鐵素體不銹鋼、鎳、鈷中的一種或多種。
[0009]進一步的，所述陶瓷膽基體的原料為氧化鋁、石英、氧化鋯、堇青石、玻璃粉中的一種或多種混合物。
[0010]進一步的，所述陶瓷膽基體原料包括以下組分及重量份:石英35-52份，高嶺土20-24份，粘土 15_18份，鉀長石9_12份，硼酸2_4份，滑石1-4份，氧化招1-3份。
[0011]進一步的，所述陶瓷膽的內外表面涂有一層釉料涂層。
[0012]—種導磁陶瓷膽的制備工藝，主要包括以下步驟:
(1)稱取陶瓷膽基體原料，將陶瓷膽基體原料混料球磨、榨泥、練泥，制備出陶瓷坯料；
(2)制備直徑小于陶瓷膽基體底部尺寸和厚度的導磁金屬；
(3)按照陶瓷膽基體底部的尺寸、形狀、厚度計算所需的陶瓷坯料量，將部分質量的陶瓷坯料放入用于制備陶瓷膽的石膏模型的底部，接著置放步驟(2)所得的導磁金屬；
(4)根據導磁金屬在燒結時的膨脹尺寸在導磁金屬外表面覆蓋一層與膨脹尺寸相適用的低溫易熔化或氣化的物質；
(5)將剩余質量的陶瓷坯料置放于導磁金屬上，通過滾壓成型工藝使陶瓷膽基體底部的陶瓷坯料在壓力作用下與導磁金屬結合為一體，得到底部中間層為導磁體的陶瓷膽坯體；
(6)將陶瓷膽坯體晾干，然后在其表面涂上釉料；
(7)把陶瓷膽坯體置于燒結爐中燒結，獲得表面光滑的導磁陶瓷膽。
[0013]進一步的，所述的低溫易熔化或氣化的物質為熱溶膠或者石蠟。
[0014]與現有技術相比，本發明提出了一種在導磁金屬外表面覆蓋一層一定尺寸的低溫易熔化或氣化的物質，通過滾壓成型工藝把導磁金屬置于陶瓷膽底部坯料的中間，在陶瓷膽坯體烘干過程中，導磁金屬外表面覆蓋的低溫易熔化或氣化的物質熔化、擴散、甚至燒蝕，使得導磁金屬的周邊形成了永久性的空間，從而解決了傳統帶金屬導磁加熱層的陶瓷膽在制備過程中或反復電磁加熱使用過程中開裂、炸鍋的問題，具有生產工藝簡單，成本低等優點。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例1中導磁陶瓷膽內部組織結構示意圖；
圖2是本發明實施例2中導磁陶瓷膽內部組織結構示意圖；
圖3是本發明實施例3中導磁陶瓷膽內部組織結構示意圖；
圖4是本發明導磁金屬塊示意圖；
圖5是本發明連續導磁金屬纖維網絡示意圖；
圖6是本發明多塊柔性連接的導磁金屬纖維網絡示意圖；
其中，1-導磁金屬片，2-陶瓷基體，3-連續導磁金屬纖維網絡，4-多塊柔性連接的導磁金屬纖維網絡。
【具體實施方式】
[0016]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
[0017]實施例1
一種導磁陶瓷膽的制備工藝，主要包括以下步驟:
按質量份數稱取陶瓷基體原料:石英35份，高嶺土 24份，粘土 18份，鉀長石12份，硼酸2份，滑石4份，氧化鋁3份;將原料按照普通陶瓷坯料制備工藝混料球磨—榨泥—練泥，制備出陶瓷坯料;然后按照底部直徑IlOmm的陶瓷膽的底部尺寸、形狀、厚度等參數計算所需的陶瓷坯料量;將部分質量的陶瓷坯料放入用于制備陶瓷膽的石膏模型的底部，接著把直徑90mm的430鐵素體不銹鋼板置放于上述陶瓷坯料上;按照430鐵素體不銹鋼板的膨脹系數計算在1300°C的膨脹量，并以本尺寸為基準在430鐵素體不銹鋼板的周邊和上部加入熔點為90°C的熱溶膠膠條和膠布;最后將剩余質量的陶瓷坯料放于其上，通過滾壓成型工藝使陶瓷膽底部坯料在壓力作用下與430鐵素體不銹鋼板結合為一體，430鐵素體不銹鋼板位于陶瓷膽底部坯體的中間；將坯體晾干后，在其表面涂上釉料，在110°c保溫15分鐘，然后按照陶瓷膽坯體普通燒結工藝置于1250°C的輥道窯中燒結I?2h，即得到本發明所述的導磁陶瓷膽。由于EPA熱溶膠在低溫熔化、滲透擴散、甚至燒蝕，在430鐵素體不銹鋼板的周邊形成了永久性的空間，避免了因為430鐵素體不銹鋼板的熱膨脹系數遠大于陶瓷材料而引起的導磁陶瓷膽在制備過程中或反復電磁加熱使用過程中的開裂、炸鍋問題。制備得到的導磁陶瓷膽如圖1所示，包括陶瓷膽基體2和導磁金屬片I;導磁金屬片I夾在陶瓷膽基體2底部的中間層；導磁金屬片I的尺寸和厚度均小于陶瓷膽基體底部的尺寸和厚度;導磁金屬片I的周邊與陶瓷膽基體2之間存在一定空隙。導磁金屬片的結構如圖4所示。
[0018]實施例2
一種導磁陶瓷膽的制備工藝，主要包括以下步驟:
按質量份數稱取陶瓷基體原料:石英52份，高嶺土 20份，粘土 15份，鉀長石9份，硼酸4份，滑石I份，氧化鋁I份;將原料按照普通陶瓷坯料制備工藝混料球磨—榨泥—練泥，制備出陶瓷坯料;然后按照陶瓷膽150_的底部尺寸、形狀、厚度等參數計算所需的陶瓷坯料量；將部分質量的陶瓷坯料放入用于制備陶瓷膽的石膏模型的底部;將直徑90mm的鎳纖維三維網絡置放于上述陶瓷坯料上;按照鎳纖維制備成的纖維網絡的膨脹系數計算在1300°C的膨脹量，并以本尺寸為基準在鎳纖維三維網絡的周邊加入熔點為90°C的EPA熱溶膠膠條;最后將剩余質量的陶瓷坯料放于其上，通過滾壓成型工藝使陶瓷膽底部坯料在壓力作用下與鎳纖維三維網絡結合為一體，鎳纖維三維網絡位于陶瓷膽底部坯體的中間；將坯體晾干后，在其表面涂上釉料，在110°C保溫15分鐘，然后按照陶瓷膽坯體普通燒結工藝置于1250°C的輥道窯中燒結I?2h，即得到本發明所述的導磁陶瓷膽。由于EPA熱溶膠在低溫熔化、擴散、甚至燒蝕，在鎳纖維三維網絡的周邊形成了永久性的空間，避免了因為鎳纖維三維網絡的熱膨脹系數遠大于陶瓷材料而引起的導磁陶瓷膽在制備過程中或反復電磁加熱使用過程中開裂、炸鍋的問題。制備得到的導磁陶瓷膽如圖2所示，包括陶瓷膽基體2和連續導磁金屬纖維網絡3;連續導磁金屬纖維網絡3夾在陶瓷膽基體2底部的中間層;連續導磁金屬纖維網絡3的尺寸和厚度均小于陶瓷膽基體底部的尺寸和厚度;連續導磁金屬纖維網絡3的周邊與陶瓷膽基體2之間存在一定空隙。連續導磁金屬纖維網絡3的結構如圖5所示。
[0019]實施例3
一種導磁陶瓷膽的制備工藝，主要包括以下步驟:
按質量份數稱取陶瓷基體原料:氧化鋁85份，堇青石玻璃粉15份;將原料按照精細陶瓷坯料制備工藝加入膠黏劑后混料球磨，制備出陶瓷坯料;然后按照陶瓷膽的底部尺寸、形狀、厚度等參數計算所需的陶瓷坯料量;接著把鎳纖維制備成若干塊不規則三維纖維網絡并通過柔性連接在一起;將多塊柔性連接的鎳纖維三維網絡浸入溶化的石蠟，輕微抖動后晾干;將部分質量的陶瓷坯料放入用于制備陶瓷膽的石膏模型的底部，將柔性連接的鎳纖維三維網絡置放于上述陶瓷坯料上；最后將剩余質量的陶瓷坯料放于其上，通過滾壓成型工藝使陶瓷膽底部坯料在壓力作用下與多塊柔性連接的鎳纖維三維網絡結合為一體，多塊柔性連接的鎳纖維三維網絡位于陶瓷膽底部坯體的中間；將坯體晾干后，在其表面涂上釉料，在150°C保溫15分鐘，然后按照陶瓷膽坯體燒結工藝置于1250°C的輥道窯中燒結I?2h，即得到本發明所述的導磁陶瓷膽。由于石蠟在低溫熔化、甚至燒蝕，在多塊柔性連接的鎳纖維三維網絡的周邊形成了永久性的空間，避免了因為鎳纖維熱膨脹系數遠大于陶瓷材料而引起的導磁陶瓷膽在制備過程中或反復電磁加熱使用過程中開裂、炸鍋的問題。制備得到的導磁陶瓷膽如圖3所示，，包括陶瓷膽基體2和多塊柔性連接的導磁金屬纖維網絡4;多塊柔性連接的導磁金屬纖維網絡4夾在陶瓷膽基體2底部的中間層;多塊柔性連接的導磁金屬纖維網絡4的尺寸和厚度均小于陶瓷膽基體底部的尺寸和厚度;多塊柔性連接的導磁金屬纖維網絡4的周邊與陶瓷膽基體2之間存在一定空隙。多塊柔性連接的導磁金屬纖維網絡4的結構如圖5所示。
[0020]實施例4
一種導磁陶瓷膽的制備工藝，主要包括以下步驟:
按質量份數稱取陶瓷基體原料:2Y-Zr02 50份、Al2O3 40份、低溫玻璃添加劑10份;將原料按照精細陶瓷坯料制備工藝混料球磨，制備出陶瓷坯料;然后按照120_底部的陶瓷膽尺寸、形狀、厚度等參數計算所需的陶瓷坯料量;將部分質量的陶瓷坯料放入用于制備陶瓷膽的石膏模型的底部，接著把直徑90mm的鎳金屬板置放于上述陶瓷坯料上;按照鎳金屬板板的膨脹系數計算在1500°C的膨脹量，并以本尺寸為基準在鎳金屬板的周邊和表面加入熔點為90°C的EPA熱溶膠;最后將剩余質量的陶瓷坯料放于其上，通過滾壓成型工藝使陶瓷膽底部坯料在壓力作用下與鎳金屬板結合為一體，鎳金屬板位于陶瓷膽底部坯體的中間；將坯體晾干后，在其表面涂上釉料，在110°C保溫15分鐘，然后按照陶瓷膽坯體燒結工藝置于1500°C的燧道窯中燒結I?2h，即得到本發明所述的導磁陶瓷膽。由于EPA熱溶膠在低溫熔化、擴散、甚至燒蝕，在鎳金屬板的周邊形成了永久性的空間，避免了因為鎳金屬板的熱膨脹系數遠大于陶瓷材料而引起的導磁陶瓷膽在制備過程中或反復電磁加熱使用過程中開裂、炸鍋的問題。
[0021]需要聲明的是，上述實施例僅僅是對本發明的【具體實施方式】進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，本領域技術人員在現有技術的基礎上還可做多種修改和變化，例如采用其他種類的導磁材料、采用其他低溫易氣化的不粘物質或采用其他陶瓷基體配方，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種改進，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種導磁陶瓷膽，其特征在于，包括陶瓷膽基體和導磁金屬;所述導磁金屬夾在所述陶瓷膽基體底部的中間層;所述導磁金屬的尺寸和厚度均小于所述陶瓷膽基體底部的尺寸和厚度;所述導磁金屬的周邊與所述陶瓷膽基體之間存在空隙。2.根據權利要求1所述導磁陶瓷膽，其特征在于，所述導磁金屬為相互連通的條狀、片狀、三維網狀中一種或多種。3.根據權利要求2所述導磁陶瓷膽，其特征在于，所述三維網狀導磁金屬采用導磁金屬纖維燒結網。4.根據權利要求3所述導磁陶瓷膽，其特征在于，所述導磁金屬纖維燒結網為導磁金屬纖維連續燒結網或柔性鏈接的若干塊不規則的導磁金屬纖維燒結網。5.根據權利要求1所述導磁陶瓷膽，其特征在于，所述導磁金屬為鐵素體不銹鋼、鎳、鈷中的一種或多種。6.根據權利要求1所述導磁陶瓷膽，其特征在于，所述陶瓷膽基體的原料為氧化鋁、石英、氧化鋯、堇青石、玻璃粉中的一種或多種混合物。7.根據權利要求1所述導磁陶瓷膽，其特征在于，所述陶瓷膽基體原料包括以下組分及重量份:石英35-52份，高嶺土 20-24份，粘土 15_18份，鉀長石9_12份，硼酸2_4份，滑石1_4份，氧化招1-3份。8.根據權利要求1所述導磁陶瓷膽，其特征在于，所述陶瓷膽的內外表面涂有一層釉料涂層。9.根據權利要求1-8任一項所述導磁陶瓷膽的制備工藝，其特征在于，主要包括以下步驟: (1)稱取陶瓷膽基體原料，將陶瓷膽基體原料混料球磨、榨泥、練泥，制備出陶瓷坯料； (2)制備直徑小于陶瓷膽基體底部尺寸和厚度的導磁金屬； (3)按照陶瓷膽基體底部的尺寸、形狀、厚度計算所需的陶瓷坯料量，將部分質量的陶瓷坯料放入用于制備陶瓷膽的石膏模型的底部，接著置放步驟(2)所得的導磁金屬； (4)根據導磁金屬在燒結時的膨脹尺寸在導磁金屬外表面覆蓋一層與膨脹尺寸相適用的低溫易熔化或氣化的物質； (5)將剩余質量的陶瓷坯料置放于導磁金屬上，通過滾壓成型工藝使陶瓷膽基體底部的陶瓷坯料在壓力作用下與導磁金屬結合為一體，得到底部中間層為導磁體的陶瓷膽坯體； (6)將陶瓷膽坯體晾干，然后在其表面涂上釉料； (7)把陶瓷膽坯體置于燒結爐中燒結，獲得表面光滑的導磁陶瓷膽。10.根據權利要求9所述制備工藝，其特征在于，所述的低溫易熔化或氣化的物質為熱溶膠或者石蠟。
【文檔編號】A47J36/02GK105852650SQ201610374714
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】王雙喜, 黃永俊, 李少杰, 王文君, 張丹
【申請人】汕頭大學