CN106152201A

CN106152201A - 一种抗氧化的磁性发热片及其制备

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Publication number: CN106152201A
Application number: CN201610655346.4A
Authority: CN
Inventors: 黄永俊; 王双喜; 李少杰; 王文君
Original assignee: Shantou University
Current assignee: Shantou University
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2016-11-23

Abstract

本发明涉及一种抗氧化的磁性发热片及其制备，包括磁性发热片和高温防氧化层；所述高温防氧化层涂覆在所述磁性发热片表面，烧结后形成密闭的保护膜层；所述高温防氧化层包括高导热玻璃和金属粉或者金属氧化物中的一种或者多种。制备工艺为：（1）称取高温防氧化层原料，再加入胶黏剂后混料球磨，并配制成均匀的涂层浆料；（2）将涂层料浆粘结附着在磁性发热片表面上形成一层料浆薄层，接着在100‑150℃保温30‑60min；然后烧结0.5~1h；最后随炉冷。本发明的玻璃膜层中含有一定量的金属粉，既达到调节膜层膨胀系数的目的，又优先磁性发热片被氧化以达到发热片防氧化的目的，从而延长了磁性发热片的使用寿命，降低了成本，具有重要的实用意义。

Description

一种抗氧化的磁性发热片及其制备

技术领域

本发明涉及一种磁性发热片，特别是一种抗氧化的磁性发热片及其制备。

背景技术

电磁炉作为厨具市场的新型灶具，采用磁场感应涡流加热原理，具有无明火、升温快、热效率高、对周围环境不产生热辐射无烟尘、安全性好等优点，是一种高效节能厨具，受到广泛的欢迎。

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，是健康、环保、安全的烹饪器具之一。然而，电磁炉无法对陶瓷等非导磁体的陶瓷锅进行直接加热。当非导磁材质制成的炊具应用于电磁炉上加热时，需要在该类炊具底部压入一层具有导磁功能的导磁片。这样，通过电磁炉加热时，导磁片能将电能转化为热能，从而使炊具产品发热进而具有烹饪功能。专利CN202681589 U公开了一种在陶瓷锅底部嵌入一块与锅具底面积相同的铁磁性薄片使得该陶瓷锅可以在电磁炉上加热，然而这种带金属导磁加热层的陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中铁磁性薄片容易被氧化而导致功率衰退、使用寿命短等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种抗氧化的磁性发热片及其制备解决现有带金属导磁加热层的陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中铁磁性薄片容易被氧化而导致功率衰退、使用寿命短等问题。

为了实现上述目的，采用如下的技术方案：

一种抗氧化的磁性发热片，包括磁性发热片和高温防氧化层；所述高温防氧化层涂覆在所述磁性发热片表面，烧结后形成密闭的保护膜层；所述高温防氧化层包括高导热玻璃和金属粉或者金属氧化物中的一种或者多种。金属粉有利于调节膨胀系数、在发生氧化时，金属粉优先发生氧化而形成一层致密的氧化膜，可以有效的防止磁性发热片被氧化。

进一步的，所述高导热玻璃包括玻璃与无机非金属晶须；所述玻璃为ZnO-B₂O₃-P₂O₅系玻璃粉或者堇青石玻璃粉，所述无机非金属晶须包括氮化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。

进一步的，所述金属粉为铝粉、铝合金粉、铁粉、铁合金粉中一种或多种混合物；所述金属氧化物为氧化铝、氧化锆等的一种或多种混合物。Al₂O₃有利于调节抗氧化的磁性发热片的导热性。

进一步的，所述ZnO-B₂O₃-P₂O₅系玻璃粉由下列体积百分比的组分组成：ZnO 30~50%、B₂O₃ 10~30%、P₂O₅ 10~30%、Bi₂O₃ 5~20%、Al₂O₃ 5~15%、Fe₂O₃ 0~5%。

进一步的，所述磁性发热片为铁素体不锈钢、镍、钴、镍钴合金中的一种或多种。

进一步的，所述磁性发热片为铁磁合金和银组成的铁磁性烧结片或涂有铁磁合金和银混合物薄膜的陶瓷片。

进一步的，所述磁性发热片为相互连通的条状、片状、三维网状中的一种或多种。

进一步的，所述高温防氧化层的厚度为5~200μm。

一种上述抗氧化的磁性发热片的制备，主要包括以下步骤：

（1）称取高温防氧化层原料，再加入胶黏剂后混料球磨，并配制成均匀的涂层浆料；

（2）将步骤（1）所得涂层料浆粘结附着在磁性发热片表面上形成一层料浆薄层，将刷涂完毕的磁性发热片在100-150℃保温30-60min；然后低温烧结0.5~1h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热片。

进一步的，所述磁性发热片为铁素体不锈钢时，烧结温度为700℃以下；所述磁性发热片为镍或镍钴合金时，烧结温度为700-1050℃。

与现有技术相比，本发明的玻璃膜层中含有一定量的金属粉，既达到调节膜层膨胀系数的目的，又优先磁性发热片被氧化以达到发热片防氧化的目的，从而解决了传统带金属导磁加热层的陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中磁性发热片容易被氧化而导致功率衰退、使用寿命短等问题，延长了磁性发热片的使用寿命，降低了成本，具有重要的的实用意义。

附图说明

图1是本发明所述磁性发热片结构示意图；

图2 是本发明抗氧化的磁性发热片的内部组织结构示意图；其中，1-磁性发热片，2-高温防氧化层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

按以下体积百分比称取玻璃原料：ZnO 30%、B₂O₃10%、P₂O₅10%、Bi₂O₃5%、Al₂O₃5%；将原料按照普通玻璃粉制备工艺混料→熔融→球磨→过筛，制备出玻璃粉；按质量份数称取高温防氧化层原料：上述玻璃粉80份、氮化硅晶须10份、铝硅合金粉10份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料；接着在430铁素体不锈钢板表面上刷涂浆料，料浆粘结附着在430铁素体不锈钢板表面上形成一层10μm厚的料浆薄层，将刷涂完毕的430铁素体不锈钢板在100℃保温30分钟；然后在600℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热片。由于玻璃粉熔点低，在较低温度下即熔化而呈熔融状态，在430铁素体不锈钢板表面形成密闭的玻璃膜层；同时，玻璃膜层中的铝粉优先被氧化，有效保护430铁素体不锈钢板，达到防氧化的目的。

实施例2

按以下体积百分比称取玻璃原料：ZnO 40%、B₂O₃20%、P₂O₅15%、Bi₂O₃10%、Al₂O₃12%、Fe₂O₃3%；将原料按照普通玻璃粉制备工艺混料→熔融→球磨→过筛，制备出玻璃粉；按质量份数称取高温防氧化层原料：上述玻璃粉75份、氮化铝晶须10份、铝粉15份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料；接着在两面涂有铁磁合金和银混合物薄膜的正方形陶瓷片表面上刷涂浆料，料浆粘结附着在两面涂有铁磁合金和银混合物薄膜的正方形陶瓷片表面上形成一层20μm厚的料浆薄层，将刷涂完毕的两面涂有铁磁合金和银混合物薄膜的正方形陶瓷片在110℃保温30分钟；然后在650℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热片。由于玻璃粉熔点低，在较低温度下即熔化而呈熔融状态，在两面涂有铁磁合金和银混合物薄膜的正方形陶瓷片表面形成密闭的玻璃膜层；同时，玻璃膜层中的铝粉优先被氧化，有效保护陶瓷片，达到防氧化的目的。

实施例3

按以下体积百分比称取玻璃原料：ZnO 45%、B₂O₃15%、P₂O₅20%、Bi₂O₃10%、Al₂O₃8%、Fe₂O₃2%；将原料按照普通玻璃粉制备工艺混料→熔融→球磨→过筛，制备出玻璃粉；按质量份数称取高温防氧化层原料：上述玻璃粉80份、碳化硅晶须12份、铁粉8份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料；接着在镍金属板表面上刷涂浆料，料浆粘结附着在镍金属板表面上形成一层30μm厚的料浆薄层，将刷涂完毕的镍金属板在110℃保温20分钟；然后在900℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热片。由于玻璃粉熔点低，在较低温度下即熔化而呈熔融状态，在镍金属板表面形成密闭的玻璃膜层；同时，玻璃膜层中的铁粉保持固态并被优先氧化，有效保护镍金属板，达到防氧化的目的。

实施例4

按以下体积百分比称取玻璃原料：ZnO 50%、B₂O₃30%、P₂O₅30%、Bi₂O₃20%、Al₂O₃15%、Fe₂O₃5%；将原料按照普通玻璃粉制备工艺混料→熔融→球磨→过筛，制备出玻璃粉；按质量份数称取高温防氧化层原料：上述玻璃粉70份、碳化硅晶须5份、氮化铝晶须5份、铁碳合金粉10份、氧化铝颗粒10份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料；接着在铁磁合金和银组成的铁磁性烧结片表面上刷涂150μm厚的浆料，料浆粘结附着在铁磁合金和银组成的铁磁性烧结片表面上，形成一层料浆薄层；将刷涂完毕的铁磁合金和银组成的铁磁性烧结片在110℃保温25分钟；然后在850℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热片。由于玻璃粉熔点低，在较低温度下即熔化而呈熔融状态，在铁磁合金和银组成的铁磁性烧结片表面形成密闭的玻璃膜层；同时，玻璃膜层中的铁粉保持固态并被优先氧化，有效保护烧结片，达到防氧化的目的。

实施例5

按质量份数称取高温防氧化层原料：堇青石玻璃粉80份、碳化硅晶须10份、氧化铝颗粒10份；将原料按照精细陶瓷浆料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料；接着在镍金属板表面上刷涂浆料，料浆粘结附着在镍金属板表面上形成一层200μm厚的料浆薄层，将刷涂完毕的镍金属板在100℃保温30分钟；然后在1050℃烧结0.5~1h；最后随炉冷却，即得到本发明所述的抗氧化的磁性发热片。由于堇青石玻璃粉融化温度较高，该类产品适合应用于大功率、高温加热场合。

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、采用不同的烧结温度，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变型和改进，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种抗氧化的磁性发热片，其特征在于，包括磁性发热片和高温防氧化层；所述高温防氧化层涂覆在所述磁性发热片表面，烧结后形成密闭的保护膜层；所述高温防氧化层包括高导热玻璃和金属粉或者金属氧化物中的一种或者多种。

2.根据权利要求1所述抗氧化的磁性发热片，其特征在于，所述高导热玻璃包括玻璃与无机非金属晶须；所述玻璃为ZnO-B₂O₃-P₂O₅系玻璃粉或者堇青石玻璃粉，所述无机非金属晶须包括氮化硅、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述抗氧化的磁性发热片，其特征在于，所述金属粉为铝粉、铝合金粉、铁粉、铁合金粉中一种或多种混合物；所述金属氧化物为氧化铝、氧化锆中的一种或多种混合物。

4.根据权利要求2所述抗氧化的磁性发热片，其特征在于，所述ZnO-B₂O₃-P₂O₅系玻璃粉由下列体积百分比的组分组成：ZnO 30~50%、B₂O₃ 10~30%、P₂O₅ 10~30%、Bi₂O₃ 5~20%、Al₂O₃5~15%、Fe₂O₃ 0~5%。

5.根据权利要求1所述抗氧化的磁性发热片，其特征在于，所述磁性发热片为铁素体不锈钢、镍、钴、镍钴合金中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述抗氧化的磁性发热片，其特征在于，所述磁性发热片为铁磁合金和银组成的铁磁性烧结片或涂有铁磁合金和银混合物薄膜的陶瓷片。

7.根据权利要求1所述抗氧化的磁性发热片，其特征在于，所述磁性发热片为相互连通的条状、片状、三维网状中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述抗氧化的磁性发热片，其特征在于，所述高温防氧化层的厚度为5~200μm。

9.根据权利要求1-8任一项所述抗氧化的磁性发热片的制备，其特征在于，主要包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述抗氧化的磁性发热片的制备，其特征在于，所述磁性发热片为铁素体不锈钢时，烧结温度为700℃以下；所述磁性发热片为镍或镍钴合金时，烧结温度为700-1050℃。