CN103922711B - 一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料及其制得的陶瓷内胆和电饭煲 - Google Patents

Abstract

本发明属于陶瓷材料领域,涉及一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料及其陶瓷内胆。目前存在的陶瓷内胆饭煲具有加热慢,传热不均,常带有煮不熟饭等问题，而传热性能较好的陶晶内胆存在抗氧化能力较差则严重影响着陶晶内胆的使用寿命和安全性能。为了克服上述现有技术的不足，本发明提供用于内胆制造的陶瓷材料及其陶瓷内胆。热扩散性能测试和抗氧化性能测试表明该陶瓷材料具有传热效率快，抗氧化能力强的优点，用于制作电压力锅内胆时具有安全性能好，能耗使用低，使用寿命长的优势，适合应用于电压力锅的内胆制造领域中。

Description

一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料及其制得的陶瓷内胆和电饭煲

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域,涉及一种用于内胆制造的复合陶瓷材料及其制得的陶瓷内胆和电饭煲。

背景技术

内胆，是电饭煲等家用电器必备的。但是传统内胆热效能低，使用寿命短等，不适合电器发展的需求。目前市面上生产销售的电饭煲内胆通常是使用铝、铁、不锈钢等材料制作而成的，但是采用这些材料做出来的电饭煲内胆其表面都要进行表面处理和喷涂，当使用时间长了，表面喷涂层就会脱落和掉色，这样既不卫生也不美观，不符合当今社会人们对产品绿色环保和健康的要求。

陶瓷内胆经过一千三百多度的高温烧炼，具有稳定的保热性能。它的优点在于：陶瓷内胆具有环保、无污染、保持原有鲜水对人体有益的矿物质功能，从而不会导致水容易被二次污染，同时也不会产生对人体有害的重金属锈水。

陶晶内胆是应用于电饭煲等家用电器的新技术，“陶晶”技术攻克了以往陶瓷表面处理技术中熔点、两种材料结合难、材料不嵌合等技术难关，使电饭煲内胆表面成功地附着上一层陶瓷材料，同时还利用陶瓷材料天然的不粘性能、防刮耐磨性和远红外加热性能改善了传统内胆的性能。由于应用了这种开创性的内胆陶瓷表面处理技术，电饭煲增强了远红外加热的性能，其煮饭的热效能更是超过传统的普通硬质内胆3～4 倍。同时，“陶晶”内胆晶体中的贵金属离子还能自动、持久、有效地抑制混于食物中的病菌，令烹调食物保鲜更持久，也更卫生。但陶晶内胆也存在一些劣势,如抗氧化能力较差严重影响着陶晶内胆的使用寿命和安全性能,另外市面上的陶瓷内胆饭煲,加热慢,传热不均,常带有煮不熟饭等问题。因此，研究一种传热效率高，节能降耗，使用寿命长的陶瓷内胆是非常有意义的。

近来,从生物仿生的角度研究制备材料,改善和提高材料的性能以及使用可靠性已成为材料科学研究的热点.本发明就从这个角度出发,提供一种用于内胆制造的复合陶瓷材料及其陶瓷内胆。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供用于电饭煲内胆制造的复合陶瓷材料及其陶瓷内胆。热扩散性能测试和抗氧化性能测试表明该陶瓷材料具有传热效率快，抗氧化能力强的优点，用于制作电压力锅内胆时具有安全性能好，能耗使用低，使用寿命长的优势，适合应用于电压力锅的内胆制造领域中。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明目的之一在于提供一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料，其由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡3~8 份、氧化铜0.01~0.03 份、氧化钴0.005~0.01 份、氧化锌5~10 份、氧化铝为1～3份，氧化钠为3～5份，氧化锂为0.1～1份，氧化硼为1~5份、方解石20~35 份、高岭土5~10 份、氧化铝3~8 份、硅微粉35~55 份、硝酸钾3~8 份、石蜡10~15份,纯碱3~8份和三氧化二锑0.5~2.0 份。

发明人通过性能测试证明，本发明上述所述的复合陶瓷材料在抗氧化能力以及热扩散性能上优于现有的用于制作内胆的材料，其中根据上述测试结果证实，本发明较佳的实施方式为：一种用于内胆制造的复合陶瓷材料，其由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡8 份、氧化铜0.03 份、氧化钴0.01 份、氧化锌10 份、氧化铝为3份，氧化钠为5份，氧化锂为1份，氧化硼为5份、方解石35 份、高岭土10 份、氧化铝8 份、硅微粉55 份、硝酸钾8 份、石蜡15份,纯碱8份和三氧化二锑2.0 份。

本发明另一较佳的实施方式为：一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料，其由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡3 份、氧化铜0.03 份、氧化钴0.005 份、氧化锌10 份、氧化铝为3份，氧化钠为5份，氧化锂为0.1份，氧化硼为5份、方解石35 份、高岭土5份、氧化铝3 份、硅微粉35 份、硝酸钾3 份、石蜡13份,纯碱6份和三氧化二锑1.3 份。

本发明目的之二在于保护一种由上述复合陶瓷材料制备得到的陶瓷内胆。本发明还提供一种陶瓷内胆的制备方法，包括如下步骤：

按重量份比例称取陶瓷原料；将准备好的原料经混料机混合均匀，在1400~1500℃的高温熔块炉融化1.5~2.0 小时，倒入模具中成型，即得陶瓷内胆。所述的碳酸钡质量纯度达98% ；所述的倒入模具中成型时采用一次成型法。

作为上述陶瓷内胆的一种较佳的实施方式，所述陶瓷内胆包括内胆外层，内胆中层和内胆内层，其中所述的内胆内层由上述复合陶瓷材料制得，内胆中层为金属层，内胆外层为普通陶瓷层。其中所述的金属层和普通陶瓷层为现有技术中所应用于内胆制造的材料，这对于本领域技术人员是容易得到的，其制备方法也是本领域技术人员所熟知的。实验证实，本发明复合陶瓷材料制得的内胆内层与现有技术中的金属层以及普通陶瓷层具有很好的相容性。

本发明目的之三在于保护一种由上述陶瓷内胆制备得到的电饭煲。

本发明的有益效果是：

1）本发明的复合陶瓷材料与参比实施例1相比在热扩散率方面具有显著性的差异，与参比实施例2的材料相比也具有显著性的差异，其中实施例2和实施例4所对应的复合陶瓷材料的热扩散率最高，与参比实施例1或参比实施例2所对应的陶瓷材料均具有极显著性差异。这表明，本发明陶瓷材料用于制备内胆后的热传导效率高，热分散性能佳，使得采用本发明材料的内胆不易糊锅，且能量损耗小。

2）本发明的复合陶瓷材料与参比实施例1相比在40h氧化增重和100h氧化增重方面具有显著性的差异，与参比实施例2的材料相比也具有显著性的差异，其中实施例2和实施例4所对应的复合陶瓷材料的氧化增重最小，与参比实施例1或参比实施例2所对应的陶瓷材料均具有极显著性差异。这表明，本发明复合陶瓷材料用于制备内胆后不仅耐氧化性能相对于现有陶瓷材料大大增强,提高了内胆的使用寿命,更能够防止或者延缓内胆在使用过程中的氧化所造成的脆性增加,防止内胆破裂,提高了内胆使用的安全性能。

具体实施方式

实施例1  一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料及其陶瓷内胆

一种用于内胆制造的复合陶瓷材料，其由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡3 份、氧化铜0.01 份、氧化钴0.005 份、氧化锌5 份、氧化铝为1份，氧化钠为3份，氧化锂为0.1份，氧化硼为1份、方解石20 份、高岭土5 份、氧化铝3 份、硅微粉35 份、硝酸钾3 份、石蜡10份,纯碱3份和三氧化二锑0.5 份。

一种使用上述复合陶瓷材料制备得到的陶瓷内胆,其制备方法包括如下步骤:按重量份比例称取陶瓷原料；将准备好的原料经混料机混合均匀，在1400~1500℃的高温熔块炉融化1.5~2.0 小时，倒入模具中成型，即得陶瓷内胆。所述的碳酸钡质量纯度达98% ；所述的倒入模具中成型时采用一次成型法。

实施例2  一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料及其陶瓷内胆

一种用于内胆制造的复合陶瓷材料，其由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡8 份、氧化铜0.03 份、氧化钴0.01 份、氧化锌10 份、氧化铝为3份，氧化钠为5份，氧化锂为1份，氧化硼为5份、方解石35 份、高岭土10 份、氧化铝8 份、硅微粉55 份、硝酸钾8 份、石蜡15份,纯碱8份和三氧化二锑2.0 份。

一种使用上述陶瓷材料制备得到的陶瓷内胆,其制备方法包括如下步骤:按重量份比例称取陶瓷原料；将准备好的原料经混料机混合均匀，在1400~1500℃的高温熔块炉融化1.5~2.0 小时，倒入模具中成型，即得陶瓷内胆。

所述的碳酸钡质量纯度达98% ；所述的倒入模具中成型时采用一次成型法。所述陶瓷内胆包括内胆外层，内胆中层和内胆内层，其中所述的内胆内层由上述陶瓷材料制得，内胆中层为金属层，内胆外层为普通陶瓷层。其中所述的金属层和普通陶瓷层为现有技术中所应用于内胆制造的材料。所述内胆中层的金属层必须采用在电磁条件下能发热的金属。

实施例3  一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料及其陶瓷内胆

一种用于内胆制造的复合陶瓷材料，其由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡5份、氧化铜0.02份、氧化钴0.008 份、氧化锌8 份、氧化铝为2份，氧化钠为4份，氧化锂为0.5份，氧化硼为3份、方解石30 份、高岭土8 份、氧化铝6 份、硅微粉45 份、硝酸钾7份、石蜡12份,纯碱7份和三氧化二锑1.5 份。

一种使用上述复合陶瓷材料制备得到的陶瓷内胆,其制备方法包括如下步骤:按重量份比例称取陶瓷原料；将准备好的原料经混料机混合均匀，在1400~1500℃的高温熔块炉融化1.5~2.0 小时，倒入模具中成型，即得陶瓷内胆。所述的碳酸钡质量纯度达98% ；所述的倒入模具中成型时采用一次成型法。

实施例4一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料及其陶瓷内胆

一种用于内胆制造的复合陶瓷材料，其由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡3 份、氧化铜0.03 份、氧化钴0.005 份、氧化锌10 份、氧化铝为3份，氧化钠为5份，氧化锂为0.1份，氧化硼为5份、方解石35 份、高岭土5份、氧化铝3 份、硅微粉35 份、硝酸钾3 份、石蜡13份,纯碱6份和三氧化二锑1.3 份。

一种使用上述陶瓷材料制备得到的陶瓷内胆,其制备方法包括如下步骤:按重量份比例称取陶瓷原料；将准备好的原料经混料机混合均匀，在1400~1500℃的高温熔块炉融化1.5~2.0 小时，倒入模具中成型，即得陶瓷内胆。所述的碳酸钡质量纯度达98% ；所述的倒入模具中成型时采用一次成型法。

所述陶瓷内胆包括内胆外层，内胆中层和内胆内层，其中所述的内胆内层由上述陶瓷材料制得，内胆中层为金属层，内胆外层为普通陶瓷层。其中所述的金属层和普通陶瓷层为现有技术中所应用于内胆制造的材料。所述内胆中层的金属层必须采用在电磁条件下能发热的金属。

实施例5一种用于电饭煲内胆的复合陶瓷材料及其陶瓷内胆

一种用于内胆制造的复合陶瓷材料，其由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡7 份、氧化铜0.02 份、氧化钴0.009份、氧化锌10 份、氧化铝为1份，氧化钠为4份，氧化锂为0.6份，氧化硼为3份、方解石27 份、高岭土8 份、氧化铝7 份、硅微粉40份、硝酸钾6份、石蜡11份,纯碱6份和三氧化二锑2.0 份。

一种使用上述陶瓷材料制备得到的陶瓷内胆,其制备方法包括如下步骤:按重量份比例称取陶瓷原料；将准备好的原料经混料机混合均匀，在1400~1500℃的高温熔块炉融化1.5~2.0 小时，倒入模具中成型，即得陶瓷内胆。所述的碳酸钡质量纯度达98% ；所述的倒入模具中成型时采用一次成型法。

参比实施例1 中国发明专利申请CN 103073271 A中实施例1所制得陶瓷

一种高耐磨耐高温陶瓷，它包括如下重量份数的组分：三氧化二铝90kg,碳酸钙2kg,高岭土1kg,硅微粉1.2kg,氧化铬0.2kg,石蜡10kg,油酸0.2kg

  上述高耐磨耐高温陶瓷的制备方法包括如下步骤：将三氧化二铝、碳酸钙、高岭土、硅微粉按配方量配料后进行球磨、混料、粉碎至300 ～ 400 目;将配方量的石蜡、油酸加热至110 ～ 130℃至熔化;将步骤1 中的原料去水后向其中加入步骤2 中的熔化的石蜡和油酸，混合均匀后采用热压铸在0.5MP、60 ～ 70℃条件下成型;排蜡、烧成即得成品。

参比实施例 2中国发明专利申请CN 102178463 A中玻璃内胆

一种电饭煲用玻璃内胆，以二氧化硅为基本原料，配以氧化铝、氧化钠、氧化锂和氧化硼组成，电钣煲用玻璃内胆的制备方法为：

A ：准备二氧化硅为78％，氧化铝为3％，氧化钠为3.9％，氧化锂为0.1％，氧化硼为15％。

B ：将准备好的原料经混料机混合均匀；

C ：将混合均匀的原料送入熔化池内并加热至1650℃形成玻璃液；

D ：将玻璃液送入澄清池内进行澄清与均化处理；

E ：将澄清与均化处理后的玻璃液送入成型压机模具中制成成品。

实施例 6 闪光扩散法测定本发明陶瓷材料的热扩散性能

闪光扩散法：闪光扩散法，又称为激光闪射法，是一种用于测量高导热材料与小体积样品的技术。该方法直接测量材料的热扩散性能。在已知样品比热与密度的情况下，便可以得到样品的导热系数。闪光扩散法能够用比较法直接测量样品的比热；但推荐使用差示扫描量热仪，该方法的比热测量精确度更高。密度随温度的改变可使用膨胀仪进行测试。应用闪光扩散法时，平板形样品在炉体中被加热到所需的测试温度。随后，由激光仿生器或闪光灯产生的一束短促(<1ms)光脉冲对样品的前表面进行加热。热量在样品中扩散，使样品背部温度的上升。用红外探测器测量温度随时间上升的关系。

表1闪光扩散法测定本发明复合陶瓷材料的热扩散性能

 与参比实施例1相比，*P＜0.05，**P＜0.01；

与参比实施例2相比，#P＜0.05，##P＜0.01。

由表1可以看出，本发明的复合陶瓷材料与参比实施例1相比在热扩散率方面具有显著性的差异，与参比实施例2的材料相比也具有显著性的差异，其中实施例2和实施例4所对应的复合陶瓷材料的热扩散率最高，与参比实施例1或参比实施例2所对应的陶瓷材料均具有极显著性差异。这表明，本发明陶瓷材料用于制备内胆后的热传导效率高，热分散性能佳，使得采用本发明材料的内胆不易糊锅，且能量损耗小。

实施例 7 本发明复合陶瓷材料在1100 ℃高温下进行100 h 的氧化试验下的氧化增重

将本发明复合陶瓷材料(分别按照实施例1-5制得)以及参比实施例的陶瓷材料置于1100 ℃高温下进行100 h 的氧化试验,分别测定各陶瓷材料在40h和100h时的氧化增重

表2本发明复合陶瓷材料在1100 ℃高温下进行100 h 的氧化试验下的氧化增重

与参比实施例1相比，*P＜0.05，**P＜0.01；

与参比实施例2相比，#P＜0.05，##P＜0.01。

由表2可以看出，本发明的复合陶瓷材料与参比实施例1相比在40h氧化增重和100h氧化增重方面具有显著性的差异，与参比实施例2的材料相比也具有显著性的差异，其中实施例2和实施例4所对应的陶瓷材料的氧化增重最小，与参比实施例1或参比实施例2所对应的陶瓷材料均具有极显著性差异。这表明，本发明复合陶瓷材料用于制备内胆后不仅耐氧化性能相对于现有陶瓷材料大大增强,提高了内胆的使用寿命,更能够防止或者延缓内胆在使用过程中的氧化所造成的脆性增加,防止内胆破裂,提高了内胆使用的安全性能。

另外，本发明并不局限于上述列举的实施方式，只要其以基本相同的手段达到发明的技术效果，都应属于发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种陶瓷内胆，包括内胆外层、内胆中层和内胆内层，其特征在于，所述内胆内层由陶瓷材料制得，所述陶瓷材料由如下重量份的各组分制备得到：

碳酸钡7份、氧化铜0.02份、氧化钴0.009份、氧化锌10份、氧化铝8份，氧化钠为4份，氧化锂为0.6份，氧化硼为3份、方解石27份、高岭土8份、硅微粉40份、硝酸钾6份、石蜡11份,纯碱6份和三氧化二锑2.0份；

所述内胆内层的制备方法包括如下步骤:按重量份比例称取陶瓷原料；将准备好的原料经混料机混合均匀，在1400~1500℃的高温熔块炉融化1.5~2.0小时，倒入模具中成型，即得陶瓷内胆内层；所述的碳酸钡质量纯度达98%；所述的倒入模具中成型时采用一次成型法；

所述内胆中层为金属层，内胆外层为普通陶瓷层。