CN101786860B

CN101786860B - 微波发热体及其制造方法

Info

Publication number: CN101786860B
Application number: CN2010101111183A
Authority: CN
Inventors: 陈潮通; 任建平; 江涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2030-02-02
Also published as: CN101786860A

Abstract

本发明公开一种可以进行高温使用、安全无毒害的微波发热体及其制造方法，包括微波活性颗粒材料，以及将该微波活性颗粒材料结合成可使用的形状的结合剂，其中微波活性颗粒材料为碳化硅、铁氧体或者他们的组合；结合剂为熔融石英、滑石粉，锂辉石，堇青石，莫来石，长石，高岭土，软质粘土，以及硅酸钠的组合。材料均匀混合后模压成型，坯体烘干后在900～1280℃烧结，成为微波发热体。本发明在500℃左右激冷到室温不出现爆裂，微波加热时间和发热体的表面温度之间具有良好的线性关系，满足作为烹调用具和工业烘箱的使用性能要求。

Description

微波发热体及其制造方法

技术领域

本发明涉及吸收微波发出热量，并由此可应用于作为热源的微波加热装置及其制造方法。

背景技术

微波加热装置如微波消融、萃取、合成等仪器设备，已经广泛用于科研、生产中，微波炉也是人们家居生活不可或缺的家用电器。但许多被加热物品由于分子极性差，微波吸收率低，在微波炉加热过程发热速度缓慢，同时微波炉中出现富余微波，这些富余微波辐射到炉腔壁或回馈到微波发射源上，造成炉腔或元器件过热，影响微波炉使用寿命，因此在家用微波炉使用中，含水量较低的食品如面包，烧烤食品，由于吸收微波能力差而不能使用微波炉进行加热。

为解决上述问题，可以将微波活性颗粒材料与结合剂结合，形成具有微波活性的微波发热体。如中国发明专利申请公开说明书CN101210701A公开一种微波炉烤盘，该烤盘断面结构分为三层，其中间层为含有碳化硅颗粒的环氧树脂层，上下两面均为陶瓷釉层。将含有碳化硅颗粒的环氧树脂混合物料放到一定形状的模具型腔中进行模压成型，将成型盘坯放到高温炉中融合后，再进行采用涂釉处理。该烤盘能够吸收微波发出热量，微波加热2～3分钟，可以升温到达200～300℃，食物在烹调腔里加热相当用微波加烧烤组合加热，实现微波炉烧烤料理的功能。但由于使用有机物树脂作为结合剂，加热过程容易熔融和分解，因此使用温度低，并且会挥发出有害物质而污染食物和环境。

CN101626643A公开的微波辅助加热体，由内部的微波强吸收体和外层含氟聚烯烃包裹层组成。该加热体由于使用有机物树脂作为结合剂，加热温度也不能过高，因此只能置于被加热物品中使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以进行高温使用、安全无毒害的微波发热体及其制造方法。

本发明微波发热体包括微波活性颗粒材料，以及将该微波活性颗粒材料结合成可使用的形状的结合剂，其中：

微波活性颗粒材料为碳化硅、铁氧体或者他们的组合；

结合剂为熔融石英、滑石粉，锂辉石，堇青石，莫来石，长石，高岭土，软质粘土，以及硅酸钠的组合，其重量百分比组成为：50～70％的熔融石英、滑石粉、锂辉石、堇青石、莫来石、长石或它们的组合，10～20％的高岭土，10～30％的软质粘土，10～15％的硅酸钠；

微波活性颗粒材料与结合剂的重量比为1∶0.6～2。

上述微波活性颗粒材料优选的是：重量百分比组成为80～90％的碳化硅，10～20％的铁氧体。

上述结合剂的一个优选方案是：重量百分比组成为50～70％的熔融石英，10～20％的高岭土，10～30％的软质粘土，10～15％硅酸钠。

上述结合剂的另一个优选方案是30～40％的熔融石英，20～30％的长石，10～20％的高岭土，10～30％的软质粘土，10～15％的硅酸钠。

微波活性颗粒材料与结合剂的比例可以根据使用需要进行调整，如需要较短时间内获得高温，发热体中微波活性颗粒材料的含量需要相应的提高，反之，如需要慢热型发热体，微波活性颗粒材料的含量相应降低。选择微波活性颗粒材料与结合剂的重量比为1∶0.8～1时，微波加热2分钟可使发热体表面温度升高到240～320℃，2分钟后再加热，每1分钟约提升40～60℃。

在颗粒材料粒径规格的选择上，碳化硅优选是40～120目，铁氧体可使用60～300目，熔融石英可以是80～300目，滑石粉、锂辉石、堇青石、莫来石和长石的粒径规格可以是120～300目，而高岭土和软质粘土最好使用325目或更细的颗粒。

上述微波发热体的一种制造方法是：按所述重量比例将所述材料颗粒放置在混合容器中，搅拌下加入硅酸钠溶于水形成的硅酸钠溶液，均匀混合后模压成型成为坯体，坯体烘干后在900～1280℃烧结，成为微波发热体。

坯体烧结温度优选为1100～1200℃，在该温度下可以获得强度和淬火性能更优的微波发热体。

本发明可以在微波发热体表面覆盖釉面层，以改善其表面光滑度。普通陶瓷上使用的釉面材料均可被选用，采用普通陶瓷的施釉方式在烘干后的坯体上施釉，与坯体一并烧结后成为具有釉面层的微波发热体。

本发明微波发热体在微波炉中能吸收微波发出热量，由于使用无机材料作为结合剂，在高温下不分解或氧化，不会产生有毒或有害物质，500℃左右激冷到室温不出现爆裂，可按使用需要制作成各种形状和规格的发热体，满足作为烹调用具的使用性能要求。

在上述优选方案中，微波加热2分钟发热体表面温度升高到240～320℃，微波加热6分钟发热体表面温度升高到480～520℃，微波加热时间和发热体的表面温度之间具有良好的线性关系。

本发明可作为家居中炒菜、烤面包、烤牛肉、羊肉等烧烤烹饪理想的发热体，将本发明发热体放置在隔热石棉板上，和石棉板下部的托盘组成组合体，在组合体上放置烹调容器，与食品一并放入微波炉中加热，可在短时间完成加热过程，待微波炉停止工作后，将组合体和食品一起取出，发热体带着余热继续对食品加热和保温。

将本发明发热体和微波发生器组合建造恒温和可控温的烘房，可用于烤制工业品如食品，可在短时间内完成预热，提高生产效率，并且具有环保节能效应。

具体实施方式

实施例1

配方：

微波活性颗粒材料：选取粒度规格为80目的碳化硅50Kg，300目的氧化铁5.5Kg；

结合剂：颗粒规格为80目的熔融石英15Kg，200目的钾长石6Kg，200目的钠长石5.5Kg，325目的高岭土8Kg，325目的软质粘土10Kg，硅酸钠6Kg。

将硅酸钠溶于水形成硅酸钠溶液，将碳化硅、熔融石英、钾长石和钠长石投放到混合容器搅拌混合，在不断搅拌下，加入硅酸钠溶液，颗粒材料充分润湿后，加入高岭土、软质粘土和氧化铁，混合均匀后过筛，压模成型，制成厚度0.8～2cm，直径15～30cm的圆形坯体，坯体烘干后，在1190℃窑炉中煅烧8小时，得到微波发热体。

取若干个微波发热体分别在标定功率为900～1300W的微波炉中加热，2分钟后表面温度为240～290℃，3分钟后表面温度为330～340℃，4分钟后表面温度为340～390℃，5分钟后表面温度为390～440℃，加热每分钟升高40～60℃，加热时间和表面温度之间具有良好的线性关系。

对该微波发热体进行激冷试验：

1.将发热体在微波炉中加热到500℃左右，对其进行局部淋水激冷，结果没有出现爆裂；

2.将微波发热体在微波炉中加热5分钟后(表面温度约420℃)投入冷水中，重复200次后，爆裂率小于0.5％。

实施例2

配方：

微波活性颗粒材料：选取粒度规格为80目的碳化硅45Kg，300目的氧化铁10Kg；

结合剂：颗粒规格为120目的熔融石英30Kg，325目的高岭土5Kg，325目的软质粘土5Kg，硅酸钠5Kg。

将碳化硅和熔融石英投放到混合容器中搅拌混合，搅拌下加入硅酸钠溶于水后形成的硅酸钠溶液，颗粒材料充分润湿后，加入高岭土、软质粘土和氧化铁，混合均匀后过筛，模压成型，制成厚度0.8～1.5cm，直径15～30cm的圆形坯体，坯体烘干后，在1190℃窑炉中煅烧8小时，得到微波发热体。

取若干个微波发热体分别在标定功率为900～1300W的微波炉中加热，2分钟后表面温度为280～330℃，3分钟后表面温度为330～380℃，4分钟后表面温度为380～430℃，5分钟后表面温度为430～480℃，6分钟后表面温度为480～520℃，加热每分钟升高40～60℃，加热时间和表面温度之间具有良好的线性关系。

对该微波发热体进行激冷试验：

1.将微波发热体在微波炉中加热到500℃左右，对其进行局部淋水激冷，结果没有出现爆裂；

2.将微波发热体在微波炉中加热6分钟后(表面温度约500℃)投入水中，重复200次后，微波发热体没有出现炸裂现象。

Claims

1.一种微波发热体，包括微波活性颗粒材料，以及将该微波活性颗粒材料结合成可使用的形状的结合剂，其特征在于，

所述微波活性颗粒材料为碳化硅、铁氧体或者他们的组合；

所述结合剂的重量百分比组成为：45～70％的熔融石英、滑石粉、锂辉石、堇青石、莫来石、长石或者它们的组合，10～20％的高岭土，10～30％的软质粘土，10～15％的硅酸钠；

所述微波活性颗粒材料与结合剂的重量比为1∶0.6～2。

2.根据权利要求1所述微波发热体，其特征在于，所述微波活性颗粒材料重量百分比组成为80～90％的碳化硅，10～20％的铁氧体。

3.根据权利要求1所述微波发热体，其特征在于，所述结合剂重量百分比组成为45～70％的熔融石英，10～20％的高岭土，10～30％的软质粘土，10～15％的硅酸钠。

4.根据权利要求1所述微波发热体，其特征在于，所述结合剂重量百分比组成为25～40％的熔融石英，20～30％的长石，10～20％的高岭土，10～30％的软质粘土，10～15％的硅酸钠。

5.根据权利要求1所述微波发热体，其特征在于，所述微波活性颗粒材料与结合剂的重量比为1∶0.8～1。

6.根据权利要求1所述微波发热体，其特征在于，所述微波发热体表面覆盖有釉面层。

7.权利要求1～5任一权利要求所述微波发热体的制造方法，其特征在于，按所述重量比例将所述材料颗粒放置混合容器中，搅拌下加入硅酸钠溶于水形成的硅酸钠溶液，均匀混合后模压成型成为坯体，坯体烘干后在900～1280℃烧结，成为微波发热体。

8.根据权利要求7所述微波发热体的制造方法，其特征在于，所述坯体烧结温度为1100～1200℃。