CN101255051B - 新型红外导电陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型红外导电陶瓷，为上、中、下层状复合结构，其中上、下两层为绝缘层，中间为导电层，特征在于；绝缘层和导电层成型原料不同，其中绝缘层材料为非导电的陶瓷原料，导电层材料以绝缘层原料为基料掺杂导电材料而成，添加的导电材料可以是碳类、导电陶瓷粉、金属材料中的一种或上述几种导电材料的混合，两绝缘层和导电层三层分层布料，经陶瓷压机压制成陶瓷坯体，烧结而成。其制备工序依次为陶瓷坯体的制作、干燥和高温烧成，其特征在于：两绝缘层和导电层三层分层布料，经陶瓷压机压制成陶瓷坯体。本发明制备的红外导电陶瓷材料表面致密、绝缘强度高，抗折强度高，有效地解决了导电陶瓷电阻率不均匀、易吸潮、高温迅速老化等问题。

Description

新型红外导电陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明提供一种新型红外导电陶瓷及其制备方法，属于功能陶瓷和电热材料技术领域。
背景技术
红外电热陶瓷是一种新型的电热材料，而且具有红外保健、装饰装潢等功能。已经有专利技术涉及导电陶瓷的制备，如发明专利(ZL00107278.1)“石墨导电陶瓷”中介绍：石墨导电陶瓷是粘土、石墨与适量的水混合成均匀的泥料经过压制复合成型、晾干、通过窑炉高温烧制而成；专利(ZL03124488.2)“复合导电陶瓷及其制备技术”中介绍：复合式导电陶瓷的制备方法为：配料混合、成型、烧结。这两个专利的共同点是：采用整体成型的方法，压制成形时没有绝缘料与导电料的区分，也没有关于绝缘层的介绍。
授权专利(ZL03139036.6)“导电陶瓷的制造技术”介绍：在现有的陶瓷基料中添加非金属导电材料，调和后制成陶坯板，然后经过高温烧制而成，导电陶坯经过高温烧制后，表面自然形成一层绝缘保护层，只有中间层导电。实用新型专利(ZL200520081152.5)“红外电热瓷砖/瓷板”以及实用新型专利(200520081153.x)“安全调压红外电热瓷砖/瓷板”是授权专利号为03139036.6的专利的延伸与完备。这两个实用新型均介绍了瓷砖的成型技术为：在制作瓷砖/瓷板的原材料中添加非金属导电材料加水搅拌研磨均匀后，烘干、压制成型、高温烧结，制成具有导电性的瓷砖/瓷板。坯体经高温烧结，上、下表面由于导电体的氧化而形成绝缘层。这种技术方案的特征是同一种原料整体压制成型，烧结过程中由于表面导电体的氧化、逸出而形成表面绝缘层。这种技术方案造成导电陶瓷的绝缘层气孔率大、致密度低，陶瓷体的绝缘强度、抗折强度受到很大限制。这也导致了导电陶瓷易吸潮、电阻率不均匀、高温老化快等问题。
授权专利号为02214474.9实用新型专利“红外辐射电热瓷砖”以及授权专利号为02212005.x实用新型专利“一种红外电热瓷砖”中介绍：在瓷砖的外表层釉和瓷砖基体之间复合填充有非金属材料制成的导电体。这种成型方式导致绝缘层的绝缘强度低、釉层与导电层以及导电层与陶瓷基体之间难于紧密结合，材料抗折强度、电阻率均匀性等也受到很大限 制。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、电阻率均匀、表面致密而绝缘强度高、不易吸潮、抗折强度高的新型红外导电陶瓷及其制备方法。其技术方案为：
一种新型红外导电陶瓷，为上、中、下层状复合结构，其中上、下两层为绝缘层，中间为导电层，其特征在于：绝缘层和导电层成型原料不同，其中绝缘层材料为非导电的陶瓷原料，导电层材料以绝缘层原料为基料掺杂导电材料而成，添加的导电材料可以是碳类、导电陶瓷粉、金属材料中的一种或上述几种导电材料的混合，两绝缘层和导电层三层分层布料，经陶瓷压机压制成陶瓷坯体，烧结而成。
为实现上述目的，其制备工序依次为陶瓷坯体的制作、干燥和高温烧成，其特征在于；两绝缘层和导电层三层分层布料，经陶瓷压机压制成陶瓷坯体。
所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，在陶瓷坯体的制作工序中，先在压机的模具中布一层绝缘料用较小的压力压制，再布一层导电料用较大的压力压制，最后布一层绝缘料压制成型，这三次压制的压力逐步增大。或者在陶瓷坯体的制作工序中，导电层和绝缘层分别压制成型，然后按照绝缘层-导电层-绝缘层的顺序依次放入模具中，最后用大压力将三层压制成型。或者在陶瓷坯体的制作工序中，两层绝缘层先压制成型，在模具中放置一层压制好的绝缘层料，然后布上一层导电层，最后再放上一层已经成型的绝缘层，用较大压力压制成型。或者在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中依次按照绝缘层-导电层-绝缘层布料，用大压力压制成型。或者在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中先布一层绝缘层和导电层，用小压力压制成型，再放一层已经压制好的绝缘层，用较大压力压制成型。或者在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中布一层绝缘料，用较小的压力压制成型，再布一层导电料和一层绝缘料，用较大的压力压制成型。或者在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中布一层绝缘料，然后放上一层已经成型的导电层，再布一层绝缘料，最后用大压力压制成型。或者在陶瓷坯体的制作工序中，在模具依次放已成型的绝缘层、导电层，在导电层的上面布一层绝缘料，用大压力压制成型。
本发明与现有技术相比，由于两绝缘层和导电层三层分层布料经陶瓷压机压制成陶瓷坯体，可以显著减少坯体烧结过程中导电体的氧化、气体的逸出，从而显著降低了导电陶瓷表面气孔率，增加了导电陶瓷的表面致密度和抗折强度，提高了电阻率的均匀性和高温抗老化能力等。
附图说明
图1是发明实施例的结构示意图。
图中：1、绝缘层  2、导电层
具体实施方式
在图1所示的实施例中：新型红外导电陶瓷采用上、中、下层状复合结构，其中上、下两层为绝缘层1，中间为导电层2。两绝缘层1和导电层2三层分层布料，经陶瓷压机压制成陶瓷坯体，再经高温烧结而成为导电陶瓷体；其中绝缘层1的材料为非导电的陶瓷原料，导电层2的材料以绝缘层原料为基料掺杂导电材料而成，添加的导电材料可以是碳类、导电陶瓷粉、金属材料的一种或上述几种导电材料的混合。
制备方法1：绝缘料和导电料分别经过配料、球磨混合、喷雾造粒等工序而制备，在陶瓷坯体的制作工序中，先在压机的模具中布一未压制绝缘料层用较小的压力压制，再布一未压制导电料层用较大的压力压制，最后布一未压制绝缘料层压制成型。这三次压制的压力逐步增大。制备的坯体干燥后，在窑炉中1100℃高温烧结。
制备方法2：绝缘料和导电料分别经过配料、球磨混合、喷雾造粒等工序而制备，在陶瓷坯体的制作工序中，压制过的导电层和压制过的两绝缘层分别压制成型，然后按照压制过的绝缘层-压制过的导电层-压制过的绝缘层的顺序依次放入模具中，最后用大压力将三层压制成型。制备的坯体干燥后，在窑炉中1100℃高温烧结。
制备方法3：绝缘料和导电料分别经过配料、球磨混合、喷雾造粒等工序而制备，在陶瓷坯体的制作工序中，压制过的两绝缘层分别压制成型，在模具中先放置压制过的绝缘层，然后布上一未压制导电料层，最后再放上一压制过的绝缘层，用较大压力压制成型。制备的坯体干燥后，在窑炉中1100℃高温烧结。
制备方法4：绝缘料和导电料分别经过配料、球磨混合、喷雾造粒等工序而制备，在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中先布一未压制绝缘料层和未压制导电料层，用小压力压制成型，再放一压制过的绝缘层，用较大压力压制成型。制备的坯体干燥后，在窑炉中1100℃高温烧结。
制备方法4：绝缘料和导电料分别经过配料、球磨混合、喷雾造粒等工序而制备，在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中布一未压制绝缘料层，然后放上一压制过的导电层，再布一未压制绝缘料层，最后用大压力压制成型。制备的坯体干燥后，在窑炉中1100℃高温烧结。
制备方法5：绝缘料和导电料分别经过配料、球磨混合、喷雾造粒等工序而制备，在陶瓷坯体的制作工序中，在模具依次放压制过的绝缘层、压制过的导电层，在压制过的导电层的上面布一未压制绝缘料层，用大压力压制成型。制备的坯体干燥后，在窑炉中1100℃高温烧结。

Claims (10)

1.一种新型红外导电陶瓷，为上、中、下层状复合结构，其中上、下两层为绝缘层(1)，中间为导电层(2)，其特征在于：绝缘层(1)和导电层(2)成型原料不同，其中绝缘层(1)材料为非导电的陶瓷原料，导电层(2)材料以绝缘层(1)原料为基料掺杂导电材料而成，添加的导电材料可以是碳类、导电陶瓷粉、金属材料中的一种或上述几种导电材料的混合，两绝缘层和导电层三层分层布料，经陶瓷压机压制成陶瓷坯体，烧结而成。
2.一种实现权利要求1所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其工序依次为陶瓷坯体的制作、干燥和高温烧成，其特征在于：两绝缘层和导电层三层分层布料，经陶瓷压机压制成陶瓷坯体。
3.如权利要求2所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其特征在于：在陶瓷坯体的制作工序中，先在压机的模具中布一层绝缘料压制，再布一层导电料压制，最后布一层绝缘料压制成型。
4.如权利要求2所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其特征在于：在陶瓷坯体的制作工序中，导电层和绝缘层分别压制成型，然后按照绝缘层-导电层-绝缘层的顺序依次放入模具中，最后将三层压制成型。
5.如权利要求2所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其特征在于：在陶瓷坯体的制作工序中，两层绝缘层先压制成型，在模具中放置一层压制好的绝缘层，然后布上一层导电层料，最后再放上一层已经成型的绝缘层压制成型。
6.如权利要求2所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其特征在于：在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中依次按照绝缘层-导电层-绝缘层布料压制成型。
7.如权利要求2所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其特征在于：在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中先布一层绝缘层料和导电层料压制成型，再放一层已经压制好的绝缘层压制成型。
8.如权利要求2所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其特征在于：在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中布一层绝缘料压制成型，再布一层导电料和一层绝缘料压制成型。
9.如权利要求2所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其特征在于：在陶瓷坯体的制作工序中，在模具中布一层绝缘料，然后放上一层已经成型的导电层，再布一层绝缘料，最后压制成型。
10.如权利要求2所述的新型红外导电陶瓷的制备方法，其特征在于：在陶瓷坯体的制作工序中，在模具依次放已成型的绝缘层、导电层，在导电层的上面布一层绝缘料压制成型。
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