CN105852650A - 一种导磁陶瓷胆及其制备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导磁陶瓷胆及其制备，包括陶瓷胆基体和导磁金属；所述导磁金属夹在所述陶瓷胆基体底部的中间层；所述导磁金属的尺寸和厚度均小于所述陶瓷胆基体底部的尺寸和厚度；所述导磁金属的周边与所述陶瓷胆基体之间存在空隙。制备为根据导磁金属在烧结时的膨胀尺寸在其外表面覆盖一层一定尺寸的低温易熔化或气化的物质；通过滚压成型工艺使陶瓷胆底部坯料在压力作用下与导磁金属结合为一体，形成底部中间层为导磁体的陶瓷胆坯体，然后晾干、煅烧、烧结，制备可直接电磁加热的导磁陶瓷胆。本发明解决传统带金属导磁加热层的陶瓷胆电磁加热时，金属发热层与陶瓷胆热匹配性差易导致胀裂、炸锅等问题，且生产工艺简单，实用价值大。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷锅具领域，尤其涉及一种导磁陶瓷胆及其制备。
背景技术
陶瓷，被用作烹饪用具的材料已有许多年历史。陶瓷锅成本便宜，使用方便，不会生锈，并且烹调时能保持食物的原滋原味，清洗方便，深受我国人民的喜爱。目前市场上的电磁电饭锅开始使用陶瓷内胆，相比金属内胆，陶瓷内胆在耐磨性和耐腐蚀性方面表现更佳。专利CN 200820047032.7公开了一种金属膜陶瓷胆电磁电饭锅，通过在陶瓷胆的底部外表面覆上一层电磁金属膜，可在电磁场中产生涡流而发热，从而实现陶瓷胆的电磁加热。但是，这种电磁电饭锅由于导磁层设置在陶瓷内胆的底部外表面，工作时有大量的热量直接散失到外界，且导磁金属层产生的热量必须经过陶瓷层才能传递到食物，因而导致热效率低，功率损耗大，使用寿命短。专利CN 202681589 U公开了一种在陶瓷锅底部嵌入一块铁磁性薄片使得该陶瓷锅可以在电磁炉上加热，这种方法需要对脆性陶瓷进行加工，如打洞、划槽等，使得陶瓷成品率很低；另外磁性制品与陶瓷的热胀冷缩差距大，导致分层，易出现松动、胀裂等现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导磁陶瓷胆及其制备以克服传统带金属导磁加热层的陶瓷胆电磁加热时，金属发热层与陶瓷胆热匹配性差易导致胀裂、炸锅等问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种导磁陶瓷胆，包括陶瓷胆基体和导磁金属；所述导磁金属夹在所述陶瓷胆基体底部的中间层；所述导磁金属的尺寸和厚度均小于所述陶瓷胆基体底部的尺寸和厚度；所述导磁金属的周边与所述陶瓷胆基体之间存在空隙。
进一步的，所述导磁金属为相互连通的条状、片状、三维网状中一种或多种。
进一步的，所述三维网状导磁金属采用导磁金属纤维烧结网。
进一步的，所述导磁金属纤维烧结网为导磁金属纤维连续烧结网或柔性链接的若干块不规则的导磁金属纤维烧结网。
进一步的，所述导磁金属为铁素体不锈钢、镍、钴中的一种或多种。
进一步的，所述陶瓷胆基体的原料为氧化铝、石英、氧化锆、堇青石、玻璃粉中的一种或多种混合物。
进一步的，所述陶瓷胆基体原料包括以下组分及重量份：石英35-52份，高岭土20-24份，粘土15-18份，钾长石9-12份，硼酸2-4份，滑石1-4份，氧化铝1-3份。
进一步的，所述陶瓷胆的内外表面涂有一层釉料涂层。
一种导磁陶瓷胆的制备工艺，主要包括以下步骤：
（1）称取陶瓷胆基体原料，将陶瓷胆基体原料混料球磨、榨泥、练泥，制备出陶瓷坯料；
（2）制备直径小于陶瓷胆基体底部尺寸和厚度的导磁金属；
（3）按照陶瓷胆基体底部的尺寸、形状、厚度计算所需的陶瓷坯料量，将部分质量的陶瓷坯料放入用于制备陶瓷胆的石膏模型的底部，接着置放步骤（2）所得的导磁金属；
（4）根据导磁金属在烧结时的膨胀尺寸在导磁金属外表面覆盖一层与膨胀尺寸相适用的低温易熔化或气化的物质；
（5）将剩余质量的陶瓷坯料置放于导磁金属上，通过滚压成型工艺使陶瓷胆基体底部的陶瓷坯料在压力作用下与导磁金属结合为一体，得到底部中间层为导磁体的陶瓷胆坯体；
（6）将陶瓷胆坯体晾干，然后在其表面涂上釉料；
（7）把陶瓷胆坯体置于烧结炉中烧结，获得表面光滑的导磁陶瓷胆。
进一步的，所述的低温易熔化或气化的物质为热溶胶或者石蜡。
与现有技术相比，本发明提出了一种在导磁金属外表面覆盖一层一定尺寸的低温易熔化或气化的物质，通过滚压成型工艺把导磁金属置于陶瓷胆底部坯料的中间，在陶瓷胆坯体烘干过程中，导磁金属外表面覆盖的低温易熔化或气化的物质熔化、扩散、甚至烧蚀，使得导磁金属的周边形成了永久性的空间，从而解决了传统带金属导磁加热层的陶瓷胆在制备过程中或反复电磁加热使用过程中开裂、炸锅的问题，具有生产工艺简单，成本低等优点。
附图说明
图1是本发明实施例1中导磁陶瓷胆内部组织结构示意图；
图2是本发明实施例2中导磁陶瓷胆内部组织结构示意图；
图3是本发明实施例3中导磁陶瓷胆内部组织结构示意图；
图4 是本发明导磁金属块示意图；
图5 是本发明连续导磁金属纤维网络示意图；
图6 是本发明多块柔性连接的导磁金属纤维网络示意图；
其中，1-导磁金属片，2-陶瓷基体，3-连续导磁金属纤维网络，4-多块柔性连接的导磁金属纤维网络。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
一种导磁陶瓷胆的制备工艺，主要包括以下步骤：
按质量份数称取陶瓷基体原料：石英35份，高岭土24份，粘土18份，钾长石12份，硼酸2份，滑石4份，氧化铝3份；将原料按照普通陶瓷坯料制备工艺混料球磨→榨泥→练泥，制备出陶瓷坯料；然后按照底部直径110mm的陶瓷胆的底部尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将部分质量的陶瓷坯料放入用于制备陶瓷胆的石膏模型的底部，接着把直径90mm的430铁素体不锈钢板置放于上述陶瓷坯料上；按照430铁素体不锈钢板的膨胀系数计算在1300℃的膨胀量，并以本尺寸为基准在430铁素体不锈钢板的周边和上部加入熔点为90℃的热溶胶胶条和胶布；最后将剩余质量的陶瓷坯料放于其上，通过滚压成型工艺使陶瓷胆底部坯料在压力作用下与430铁素体不锈钢板结合为一体，430铁素体不锈钢板位于陶瓷胆底部坯体的中间；将坯体晾干后，在其表面涂上釉料，在110℃保温15分钟，然后按照陶瓷胆坯体普通烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1~2h，即得到本发明所述的导磁陶瓷胆。由于EPA热溶胶在低温熔化、渗透扩散、甚至烧蚀，在430铁素体不锈钢板的周边形成了永久性的空间，避免了因为430铁素体不锈钢板的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷胆在制备过程中或反复电磁加热使用过程中的开裂、炸锅问题。制备得到的导磁陶瓷胆如图1所示，包括陶瓷胆基体2和导磁金属片1；导磁金属片1夹在陶瓷胆基体2底部的中间层；导磁金属片1的尺寸和厚度均小于陶瓷胆基体底部的尺寸和厚度；导磁金属片1的周边与陶瓷胆基体2之间存在一定空隙。导磁金属片的结构如图4所示。
实施例2
一种导磁陶瓷胆的制备工艺，主要包括以下步骤：
按质量份数称取陶瓷基体原料：石英52份，高岭土20份，粘土15份，钾长石9份，硼酸4份，滑石1份，氧化铝1份；将原料按照普通陶瓷坯料制备工艺混料球磨→榨泥→练泥，制备出陶瓷坯料；然后按照陶瓷胆150mm的底部尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将部分质量的陶瓷坯料放入用于制备陶瓷胆的石膏模型的底部；将直径90mm的镍纤维三维网络置放于上述陶瓷坯料上；按照镍纤维制备成的纤维网络的膨胀系数计算在1300℃的膨胀量，并以本尺寸为基准在镍纤维三维网络的周边加入熔点为90℃的EPA热溶胶胶条；最后将剩余质量的陶瓷坯料放于其上，通过滚压成型工艺使陶瓷胆底部坯料在压力作用下与镍纤维三维网络结合为一体，镍纤维三维网络位于陶瓷胆底部坯体的中间；将坯体晾干后，在其表面涂上釉料，在110℃保温15分钟，然后按照陶瓷胆坯体普通烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1~2h，即得到本发明所述的导磁陶瓷胆。由于EPA热溶胶在低温熔化、扩散、甚至烧蚀，在镍纤维三维网络的周边形成了永久性的空间，避免了因为镍纤维三维网络的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷胆在制备过程中或反复电磁加热使用过程中开裂、炸锅的问题。制备得到的导磁陶瓷胆如图2所示，包括陶瓷胆基体2和连续导磁金属纤维网络3；连续导磁金属纤维网络3夹在陶瓷胆基体2底部的中间层；连续导磁金属纤维网络3的尺寸和厚度均小于陶瓷胆基体底部的尺寸和厚度；连续导磁金属纤维网络3的周边与陶瓷胆基体2之间存在一定空隙。连续导磁金属纤维网络3的结构如图5所示。
实施例3
一种导磁陶瓷胆的制备工艺，主要包括以下步骤：
按质量份数称取陶瓷基体原料：氧化铝85份，堇青石玻璃粉15份；将原料按照精细陶瓷坯料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，制备出陶瓷坯料；然后按照陶瓷胆的底部尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；接着把镍纤维制备成若干块不规则三维纤维网络并通过柔性连接在一起；将多块柔性连接的镍纤维三维网络浸入溶化的石蜡，轻微抖动后晾干；将部分质量的陶瓷坯料放入用于制备陶瓷胆的石膏模型的底部，将柔性连接的镍纤维三维网络置放于上述陶瓷坯料上；最后将剩余质量的陶瓷坯料放于其上，通过滚压成型工艺使陶瓷胆底部坯料在压力作用下与多块柔性连接的镍纤维三维网络结合为一体，多块柔性连接的镍纤维三维网络位于陶瓷胆底部坯体的中间；将坯体晾干后，在其表面涂上釉料，在150℃保温15分钟，然后按照陶瓷胆坯体烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1~2h，即得到本发明所述的导磁陶瓷胆。由于石蜡在低温熔化、甚至烧蚀，在多块柔性连接的镍纤维三维网络的周边形成了永久性的空间，避免了因为镍纤维热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷胆在制备过程中或反复电磁加热使用过程中开裂、炸锅的问题。制备得到的导磁陶瓷胆如图3所示，，包括陶瓷胆基体2和多块柔性连接的导磁金属纤维网络4；多块柔性连接的导磁金属纤维网络4夹在陶瓷胆基体2底部的中间层；多块柔性连接的导磁金属纤维网络4的尺寸和厚度均小于陶瓷胆基体底部的尺寸和厚度；多块柔性连接的导磁金属纤维网络4的周边与陶瓷胆基体2之间存在一定空隙。多块柔性连接的导磁金属纤维网络4的结构如图5所示。
实施例4
一种导磁陶瓷胆的制备工艺，主要包括以下步骤：
按质量份数称取陶瓷基体原料：2Y-ZrO2 50份、Al2O3 40份、低温玻璃添加剂10份；将原料按照精细陶瓷坯料制备工艺混料球磨，制备出陶瓷坯料；然后按照120mm底部的陶瓷胆尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将部分质量的陶瓷坯料放入用于制备陶瓷胆的石膏模型的底部，接着把直径90mm的镍金属板置放于上述陶瓷坯料上；按照镍金属板板的膨胀系数计算在1500℃的膨胀量，并以本尺寸为基准在镍金属板的周边和表面加入熔点为90℃的EPA热溶胶；最后将剩余质量的陶瓷坯料放于其上，通过滚压成型工艺使陶瓷胆底部坯料在压力作用下与镍金属板结合为一体，镍金属板位于陶瓷胆底部坯体的中间；将坯体晾干后，在其表面涂上釉料，在110℃保温15分钟，然后按照陶瓷胆坯体烧结工艺置于1500℃的燧道窑中烧结1~2h，即得到本发明所述的导磁陶瓷胆。由于EPA热溶胶在低温熔化、扩散、甚至烧蚀，在镍金属板的周边形成了永久性的空间，避免了因为镍金属板的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷胆在制备过程中或反复电磁加热使用过程中开裂、炸锅的问题。
需要声明的是，上述实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，例如采用其他种类的导磁材料、采用其他低温易气化的不粘物质或采用其他陶瓷基体配方，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种改进，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种导磁陶瓷胆，其特征在于，包括陶瓷胆基体和导磁金属；所述导磁金属夹在所述陶瓷胆基体底部的中间层；所述导磁金属的尺寸和厚度均小于所述陶瓷胆基体底部的尺寸和厚度；所述导磁金属的周边与所述陶瓷胆基体之间存在空隙。
2. 根据权利要求1所述导磁陶瓷胆，其特征在于，所述导磁金属为相互连通的条状、片状、三维网状中一种或多种。
3. 根据权利要求2所述导磁陶瓷胆，其特征在于，所述三维网状导磁金属采用导磁金属纤维烧结网。
4. 根据权利要求3所述导磁陶瓷胆，其特征在于，所述导磁金属纤维烧结网为导磁金属纤维连续烧结网或柔性链接的若干块不规则的导磁金属纤维烧结网。
5. 根据权利要求1所述导磁陶瓷胆，其特征在于，所述导磁金属为铁素体不锈钢、镍、钴中的一种或多种。
6. 根据权利要求1所述导磁陶瓷胆，其特征在于，所述陶瓷胆基体的原料为氧化铝、石英、氧化锆、堇青石、玻璃粉中的一种或多种混合物。
7. 根据权利要求1所述导磁陶瓷胆，其特征在于，所述陶瓷胆基体原料包括以下组分及重量份：石英35-52份，高岭土20-24份，粘土15-18份，钾长石9-12份，硼酸2-4份，滑石1-4份，氧化铝1-3份。
8. 根据权利要求1所述导磁陶瓷胆，其特征在于，所述陶瓷胆的内外表面涂有一层釉料涂层。
9. 根据权利要求1-8任一项所述导磁陶瓷胆的制备工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：
（1）称取陶瓷胆基体原料，将陶瓷胆基体原料混料球磨、榨泥、练泥，制备出陶瓷坯料；
（2）制备直径小于陶瓷胆基体底部尺寸和厚度的导磁金属；
（3）按照陶瓷胆基体底部的尺寸、形状、厚度计算所需的陶瓷坯料量，将部分质量的陶瓷坯料放入用于制备陶瓷胆的石膏模型的底部，接着置放步骤（2）所得的导磁金属；
（4）根据导磁金属在烧结时的膨胀尺寸在导磁金属外表面覆盖一层与膨胀尺寸相适用的低温易熔化或气化的物质；
（5）将剩余质量的陶瓷坯料置放于导磁金属上，通过滚压成型工艺使陶瓷胆基体底部的陶瓷坯料在压力作用下与导磁金属结合为一体，得到底部中间层为导磁体的陶瓷胆坯体；
（6）将陶瓷胆坯体晾干，然后在其表面涂上釉料；
（7）把陶瓷胆坯体置于烧结炉中烧结，获得表面光滑的导磁陶瓷胆。
10.根据权利要求9所述制备工艺，其特征在于，所述的低温易熔化或气化的物质为热溶胶或者石蜡。
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