CN111196722A - 一种灶具用聚能环锅架及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种灶具用聚能环锅架，聚能环锅架为低热导陶瓷材质,尤其氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷制聚能环锅架，并进一步提供了一种陶瓷质聚能环锅架的生产方法，采用氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷做为聚能环锅架，可提高锅架的隔热、保温性能，成本低，产品外观性好。
Description
技术领域
本发明属于家电技术领域，尤其是灶具技术领域。
背景技术
市场上现有用在家用燃气灶具上的聚能环锅架使用性能都不太理想，其中以采用铸铁材料的聚能环锅架较多，铸铁材料热导率相对较高，同时铸铁材料吸热能力较强，铸铁聚能环锅架的这种特性会影响灶具热效率提升；还有一种采用不锈钢板制作的聚能环锅架，聚能环不锈钢板中间带有保温隔热夹层，这种聚能环锅架隔热性能很好，但制作复杂外观颜值差，成本较高。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，首先提供一种隔热保温效果好、美观且成本较低的一种灶具用聚能环锅架。
为实现上述目的，本发明首先提供了一种灶具用聚能环锅架，其技术方案是：
一种灶具用聚能环锅架，所述聚能环锅架为低热导陶瓷材质。
进一步的，所述聚能环锅架为氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷。
进一步的，所述氧化钇与所述氧化锆的质量比为4.7％-5.8％。
进一步的，所述氧化锆陶瓷中还含有氧化铝成份。
为进一步实现发明目的，本发明还提供了一种灶具用聚能环锅架的生产方法，采用如下技术方案：
一种灶具用聚能环锅架的生产方法，所述聚能环锅架采用如下方式制造：
S1，按氧化钇与氧化锆质量比4.7％-5.8％的比例将氧化钇与含氧化锆的粉末进行混合，混合料与蒸馏水以0.7-1.1：1的质量比进入搅拌球磨机内进行混料，5-6h后，取出浆料并烘干，将烘干后的混合料进行筛分，得到氧化锆陶瓷粉原料；
S2，根据所需颜色配制着色剂；
S3，将着色剂按比例加入到陶瓷粉原料中，用行星球磨机以预定转速进行磨料；
S4，研磨后的粉料注入液压机模中模制成型，制成聚能环锅架素坯；
S5，用保护膜包好素坯，进等静压机加固素坯；
S6，加固后的素坯预烧排胶后烧结得到陶瓷材质的聚能环锅架。
进一步的，所述步骤S1中，含氧化锆的粉末中还含有氧化铝，氧化铝与氧化锆粉末的质量比为17％-20％。
进一步的，当配制黑色着色剂时，以硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍和硝酸锰为原料，用二次去离子水配制Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2和CO(NH2)2溶液，前者浓度为0.2-0.6mol/L，后者浓度为3-8mol/L，将两种溶液于烧杯中混合后利用磁力搅拌装置搅拌后，于恒温水浴中使混合液从室温升至95℃，在恒温水浴中反应至不再产生陈淀后，陈化静止，将沉淀取出进行清洗、干燥、灼烧，得到纳米Fe-Co-Ni-Mn 着色剂；当配制棕色着色剂时，取适量MnO2进行研磨即可。
进一步的，所述Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2溶液按Fe2O3：CoO： NiO：MnO2＝24-45％:7-8％:15-40％:30％。
进一步的，所述步骤S3中，行星球磨机以2000-2400r/min的转速研磨3h-4h。
进一步的，所述步骤S6中，进行烧结时，进箱式炉烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放素坯，加盖密封，以每分钟2-3℃的速度从室温升至1350-1470℃，保温1.7-2.5 小时后出炉得到所述聚能环锅架。
综上所述，本发明提供的一种灶具用聚能环锅架，与现有技术相比，具有如下优点：以氧化钇稳定化的氧化锆(YSZ)为典型的低热导陶瓷材料，是国际上公认的保温隔热效果较好的材料，能有效实现灶具聚能环锅架的隔热、保温要求，同时，这种添加黑色或棕色着色剂的陶瓷，成型容易，价格合理，外表美观，陶瓷本身具备的光泽和防腐蚀性使聚能环锅架表面无需再喷涂颜色或防腐涂层，易清理；在整个生产过程中，无污染，无需添加粘结剂等添加剂，成本低，研磨后的陶瓷粉末的颗粒体表面积可有效降低烧结温度，实现节能环保要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
本发明一种灶具用聚能环锅架，聚能环锅架为低热导陶瓷材质,尤其氧化钇Y2O3稳定化的氧化锆ZrO2陶瓷制聚能环锅架，由于在氧化锆ZrO2粉体中增加了氧化钇 Y2O3，可有效阻止在生产过程中的高温向低温转化过程中氧化锆ZrO2晶型的转变，使制品基本无体积变化，不会产生细微裂纹而影响产品品质，氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2的质量比为4.7％-5.8％时，生产出来的产品热稳定性最好，热导率低，韧性高，抗热冲击性能好，而且耐腐蚀，产品外观性，无需额外喷涂颜色或防腐层，而且，在生产过程中，在氧化锆ZrO2粉体中增加一定量的刚玉(氧化铝Al2O3)可进一步提高制品的强度及硬度。
本发明进一步提了一种灶具用聚能环锅架，聚能环锅架为低热层的氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷材质，并采用如下方法加工生产：
S1，按氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2质量比4.7％-5.8％的比例将氧化钇Y2O3粉末与氧化锆ZrO2粉末进行混合，其中，氧化锆ZrO2粉末可为纯度高达95％-99％的单纯氧化锆ZrO2粉末，也可为混料，混料中除氧化锆ZrO2粉末外还可包括刚玉粉末(氧化铝 Al2O3粉末)，和/或氧化锰MnO2粉末，氧化铝Al2O3与氧化锆ZrO2粉末的质量比为 17％-20％，增加氧化铝Al2O3粉末，可提高最终产品的强度和硬度，以及熔点，使聚能环锅架的强度和抗热冲击性能更好，氧化锰MnO2粉末同样可起到稳定氧化锆ZrO2晶型的作用，阻止温度变化时的体积改变，提高最终产品的稳定性和质量，同时可作为着色剂，使生产出来的产品具有红棕色，其颜色浓度深浅，可通过调节氧化锰MnO2粉末的用量实现。当氧化锆ZrO2粉末中添加有其他成份时，确定其中氧化锆ZrO2的具体含量后，通过上述质量比(4.7％-5.8％)，再确定氧化钇Y2O3粉末的用量。将氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2的混合料与蒸馏水以0.7-1.1：1的质量比加入搅拌球磨机内进行混料5-6h，磨球为氧化锆6mm圆球，使氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2粉末在被研磨的同时混合均匀，在后续的生产过中，有效阻止氧化锆ZrO2的晶型转变，提高产品生产的成功率，取出浆料并烘干至含水率<1％，将烘干后的混合料送入80目筛筛分，得到氧化锆ZrO2陶瓷粉原料。
S2，为配合灶具的整个外观效果，聚能环锅架通常为黑色或棕色，或棕色向黑色过渡的相应颜色，因此，需向氧化锆ZrO2陶瓷粉原料中填加着色剂，如步骤S1所述，氧化锆ZrO2粉末中含有氧化锰MnO2时，最终产品就会为红棕色，因此，棕色着色剂的配制较为简单，可直接选用氧化锰MnO2粉料，根据需要的颜色的深浅确定用量，研磨后直接加入到步骤S1的混合料中制浆后再进入后续步骤，进行加工生产聚能环锅架。当无需填加着色剂或氧化锆ZrO2粉末中已含有氧化锰MnO2，无需再额外增加时，此步可以省略。
当需要生产黑色聚能环锅架时，在本发明提供的实施例中，黑色着色剂采用 Fe-Co-Ni-Mn着色剂，以硝酸铁Fe(NO3)3、硝酸钴Co(NO3)2、硝酸镍Ni(NO3)3和硝酸锰Mn(NO3)2为原料，用二次去离子水配制浓度为0.2～0.6mol/L的 Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2溶液，配制时，可按照Fe2O3：CoO：NiO： MnO2＝24-45％:7-8％:15-40％:30％的比例确定各硝酸物的用量，同时，用二次去离子水配制浓度为3～8mol/L的尿素CO(NH2)2溶液，将上面配制的两种溶液1：1混合于烧杯中，使用磁力搅拌装置搅拌20min后，将烧杯置于95℃的恒温水浴装置中，使混合溶液从室温升至95℃，并在此温度下在恒温水浴中恒温反应至不再产生沉淀，反应结束，陈化静止2h，将烧杯中的沉淀取出清洗、干燥，在750℃-850℃温度下灼烧1.5h，可得到纳米Fe-Co-Ni-Mn着色剂。
S3，在采用Fe-Co-Ni-Mn着色剂时，在氧化锆ZrO2陶瓷粉原料中加入2-4％的色剂后用行星球磨机进一步磨料，其中行星球磨机的转速为2000-2400r/min，研磨时间为3-4h，使氧化钇Y2O3和氧化锆ZrO2进一步充分混合，研磨到适宜的比表面积，氧化锆ZrO2的晶型晶界比较清晰，生产出来的产品密度最佳。
S4，陶瓷粉料成型的工艺较多，在本发明中，采用液压机模制成型工艺生产陶瓷质的灶具用聚能环锅架。研磨后的氧化锆ZrO2陶瓷粉原料注入液压机模中模制成型，成型过程中，压力为350-420Kg/cm2,保压6S后，制成聚能环锅架素坯；
S5，用聚氨酯薄膜或其他类的保护膜包好模压成型的素坯，进等静压机加固素坯，静压机的压力为2.5-3.5t/cm2，保压1min后出缸；
S6，加固出缸后的素坯进炉预烧排胶，预烧过程中，经7.5-8.5h将炉内温度从室温升温到550℃-650℃，并在达到预设温度后保温7.5-8.5h后降温，排胶结束后进箱式炉做最后的烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放坯料(加固后的素胚)，加盖密封，箱式炉以2℃-3℃/min的速度从室温升温至1350℃-1480℃，达到预设温度后，保温1.7-2.5h后烧结结束得到陶瓷材质的聚能环锅架。
实施例1
聚能环锅架为低热层的氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷材质，并采用如下方法加工生产：
S1，按氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2质量比4.7％的比例将氧化钇Y2O3粉末与氧化锆ZrO2粉末进行混合，其中，氧化锆ZrO2粉末为混料，混料中除氧化锆ZrO2粉末外还可包括刚玉粉末(氧化铝Al2O3粉末)，和氧化锰MnO2粉末，氧化铝Al2O3与氧化锆ZrO2粉末的质量比为17％，氧化锰MnO2与氧化锆ZrO2粉末的质量比为2％。将氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2的混合料与蒸馏水以0.7：1的质量比加入搅拌球磨机内进行混料5h，磨球为氧化锆6mm圆球，使氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2粉末在被研磨的同时混合均匀，将得到的浆料取出并烘干至含水率<1％，将烘干后的混合料送入80目筛筛分，得到氧化锆ZrO2陶瓷粉原料。
S2，以硝酸铁Fe(NO3)3、硝酸钴Co(NO3)2、硝酸镍Ni(NO3)3和硝酸锰Mn(NO3)2为原料，用二次去离子水与上述原料混合，配制浓度为0.2～0.6mol/L的 Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2溶液，配制时，可按照Fe2O3：CoO：NiO： MnO2＝24％:7％:15％:30％的比例确定各硝酸物的用量，同时，用二次去离子水配制浓度为3mol/L的尿素CO(NH2)2溶液，将上面配制的两种溶液1：1混合于烧杯中，使用磁力搅拌装置搅拌20min后，将烧杯置于95℃的恒温水浴装置中，使混合溶液从室温升至95℃，并在此温度下在恒温水浴中恒温反应至不再产生沉淀，反应结束，陈化静止2h，将烧杯中的沉淀取出清洗、干燥，在750℃-温度下灼烧1.5h，可得到纳米 Fe-Co-Ni-Mn着色剂。
S3，在氧化锆ZrO2陶瓷粉原料中加入2％的着色剂后用行星球磨机进一步磨料，其中行星球磨机的转速为2000r/min，研磨时间为3h，使氧化钇Y2O3和氧化锆ZrO2进一步充分混合。
S4，研磨后的氧化锆ZrO2陶瓷粉原料注入液压机模中模制成型，成型过程中，压力为350Kg/cm2,保压6S后，制成聚能环锅架素坯；
S5，用聚氨酯薄膜包好模压成型的素坯，进等静压机加固素坯，静压机的压力为2.5t/cm2，保压1min后出缸；
S6，加固出缸后的素坯进炉预烧排胶，预烧过程中，经7.5h将炉内温度从室温升温到550℃，并在达到550℃后保温7.5h后降温，排胶结束后进箱式炉做最后的烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放坯料(加固后的素胚)，加盖密封，箱式炉以2℃ /min的速度从室温升温至1350℃，达到预设温度后，保温1.7h，烧结结束得到陶瓷材质的聚能环锅架。
实施例2
聚能环锅架为低热层的氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷材质，并采用如下方法加工生产：
S1，按氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2质量比5.3％的比例将氧化钇Y2O3粉末与氧化锆ZrO2粉末进行混合，其中，氧化锆ZrO2粉末为混料，混料中除氧化锆ZrO2粉末外还可包括刚玉粉末(氧化铝Al2O3粉末)，和氧化锰MnO2粉末，氧化铝Al2O3与氧化锆ZrO2粉末的质量比为18％，氧化锰MnO2与氧化锆ZrO2粉末的质量比为1％。将氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2粉末的混合料与蒸馏水以1：1的质量比加入搅拌球磨机内进行混料 5.5h形成浆料，磨球为氧化锆6mm圆球，使氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2粉末在被研磨的同时混合均匀，取出浆料并烘干至含水率<1％，将烘干后的混合料送入80目筛筛分，得到氧化锆ZrO2陶瓷粉原料。
S2，以硝酸铁Fe(NO3)3、硝酸钴Co(NO3)2、硝酸镍Ni(NO3)3和硝酸锰Mn(NO3)2为原料，用二次去离子水与上述硝酸盐混合，配制浓度为0.5mol/L的 Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2溶液，配制时，可按照Fe2O3：CoO：NiO： MnO2＝40％:8％:25％:30％的比例确定各硝酸物的用量，同时，用二次去离子水配制浓度为6mol/L的尿素CO(NH2)2溶液，将上面配制的两种溶液1：1混合于烧杯中，使用磁力搅拌装置搅拌20min后，将烧杯置于95℃的恒温水浴装置中，使混合溶液从室温升至95℃，并在此温度下在恒温水浴中恒温反应至不再产生沉淀，反应结束，陈化静止2h，将烧杯中的沉淀取出清洗、干燥，在800℃温度下灼烧1.5h，可得到纳米 Fe-Co-Ni-Mn着色剂。
S3，在氧化锆ZrO2陶瓷粉原料中加入3％的着色剂后用行星球磨机进一步磨料，其中行星球磨机的转速为2200r/min，研磨时间为3h，研磨后，晶料尺寸细小均匀，约为300nm，氧化锆ZrO2的晶型晶界比较清晰，生产出来的产品密度最佳。
S4，研磨后的氧化锆ZrO2陶瓷粉原料注入液压机模中模制成型，成型过程中，压力为380Kg/cm2,保压6S后，制成聚能环锅架素坯；
S5，用聚氨酯薄膜包好模压成型的素坯，进等静压机加固素坯，静压机的压力为3t/cm2，保压1min后出缸；
S6，加固出缸后的素坯进炉预烧排胶，预烧过程中，经8h将炉内温度从室温升温到600℃，并在达到预设温度后保温8h后降温，排胶结束后进箱式炉做最后的烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放坯料(加固后的素胚)，加盖密封，箱式炉以2.4℃ /min的速度从室温升温至1460℃，达到预设温度后，保温2.2h后烧结结束得到陶瓷材质的聚能环锅架。
实施例3
一种灶具用聚能环锅架，聚能环锅架为低热层的氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷材质，并采用如下方法加工生产：
S1，按氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2质量比5.8％的比例将氧化钇Y2O3粉末与氧化锆ZrO2粉末进行混合，其中，氧化锆ZrO2粉末为混料，混料中除氧化锆ZrO2粉末外还可包括刚玉粉末(氧化铝Al2O3粉末)，和氧化锰MnO2粉末，氧化铝Al2O3与氧化锆ZrO2粉末的质量比为20％。将氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2的混合料与蒸馏水以1.1：1的质量比加入搅拌球磨机内进行混料6h形成浆料，磨球为氧化锆6mm圆球，取出浆料并烘干至含水率<1％，将烘干后的混合料送入80目筛筛分，得到氧化锆ZrO2陶瓷粉原料。
S2，以硝酸铁Fe(NO3)3、硝酸钴Co(NO3)2、硝酸镍Ni(NO3)3和硝酸锰Mn(NO3)2为原料，用二次去离子水与上述硝酸盐混合，用以配制浓度为0.6mol/L的 Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2溶液，配制时，可按照Fe2O3：CoO：NiO： MnO2＝45％:7-8％:40％:30％的比例确定各硝酸物的用量，同时，用二次去离子水配制浓度为8mol/L的尿素CO(NH2)2溶液，将上面配制的两种溶液1：1混合于烧杯中，使用磁力搅拌装置搅拌20min后，将烧杯置于95℃的恒温水浴装置中，使混合溶液从室温升至95℃，并在此温度下在恒温水浴中恒温反应至不再产生沉淀，反应结束，陈化静止2h，将烧杯中的沉淀取出清洗、干燥，在850℃温度下灼烧1.5h，可得到纳米Fe-Co-Ni-Mn着色剂。
S3，在采用Fe-Co-Ni-Mn着色剂时，在氧化锆ZrO2陶瓷粉原料中加入4％的色剂后用行星球磨机进一步磨料，其中行星球磨机的转速为2400r/min，研磨时间为4h。
S4，研磨后的氧化锆ZrO2陶瓷粉原料注入液压机模中模制成型，成型过程中，压力为420Kg/cm2,保压6S后，制成聚能环锅架素坯；
S5，用聚氨酯薄膜包好模压成型的素坯，进等静压机加固素坯，静压机的压力为3.5t/cm2，保压1min后出缸；
S6，加固出缸后的素坯进炉预烧排胶，预烧过程中，经8.5h将炉内温度从室温升温到650℃，并在达到预设温度后保温8.5h后降温，排胶结束后进箱式炉做最后的烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放坯料(加固后的素胚)，加盖密封，箱式炉以3℃/min的速度从室温升温至1480℃，达到预设温度后，保温2.5h后烧结结束得到陶瓷材质的聚能环锅架。
实施例4
聚能环锅架为低热层的氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷材质，并采用如下方法加工生产：
S1，按氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2质量比5.3％的比例将氧化钇Y2O3粉末与氧化锆ZrO2粉末进行混合，其中，氧化锆ZrO2粉末为混料，混料中除氧化锆ZrO2粉末外还可包括刚玉粉末(氧化铝Al2O3粉末)，氧化铝Al2O3与氧化锆ZrO2粉末的质量比为18％。将氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2粉末的混合料与蒸馏水以1：1的质量比加入搅拌球磨机内进行混料5.5h形成浆料，磨球为氧化锆6mm圆球，取出浆料并烘干至含水率<1％，将烘干后的混合料送入80目筛筛分，得到氧化锆ZrO2陶瓷粉原料。
S2，以硝酸铁Fe(NO3)3、硝酸钴Co(NO3)2、硝酸镍Ni(NO3)3和硝酸锰Mn(NO3)2为原料，用二次去离子水与上述硝酸盐混合，配制浓度为0.5mol/L的 Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2溶液，配制时，可按照Fe2O3：CoO：NiO： MnO2＝40％:8％:30％:30％的比例确定各硝酸物的用量，同时，用二次去离子水配制浓度为6mol/L的尿素CO(NH2)2溶液，将上面配制的两种溶液1：1混合于烧杯中，使用磁力搅拌装置搅拌20min后，将烧杯置于95℃的恒温水浴装置中，使混合溶液从室温升至95℃，并在此温度下在恒温水浴中恒温反应至不再产生沉淀，反应结束，陈化静止2h，将烧杯中的沉淀取出清洗、干燥，在800℃温度下灼烧1.5h，可得到纳米 Fe-Co-Ni-Mn着色剂。
S3，在氧化锆ZrO2陶瓷粉原料中加入4％的着色剂后用行星球磨机进一步磨料，其中行星球磨机的转速为2200r/min，研磨时间为3h，研磨后，晶料尺寸细小均匀，约为300nm，氧化锆ZrO2的晶型晶界比较清晰，生产出来的产品密度最佳。
S4，研磨后的氧化锆ZrO2陶瓷粉原料注入液压机模中模制成型，成型过程中，压力为380Kg/cm2,保压6S后，制成聚能环锅架素坯；
S5，用聚氨酯薄膜包好模压成型的素坯，进等静压机加固素坯，静压机的压力为3t/cm2，保压1min后出缸；
S6，加固出缸后的素坯进炉预烧排胶，预烧过程中，经8h将炉内温度从室温升温到600℃，并在达到预设温度后保温8h后降温，排胶结束后进箱式炉做最后的烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放坯料(加固后的素胚)，加盖密封，箱式炉以2.4℃ /min的速度从室温升温至1460℃，达到预设温度后，保温2.2h后烧结结束得到陶瓷材质的聚能环锅架。
实施例5
聚能环锅架为低热层的氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷材质，并采用如下方法加工生产：
S1，按氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2质量比5.3％的比例将氧化钇Y2O3粉末与氧化锆ZrO2粉末进行混合，其中，氧化锆ZrO2粉末为混料，混料中除氧化锆ZrO2粉末外还可包括氧化锰MnO2粉末，氧化锰MnO2与氧化锆ZrO2粉末的质量比为4％-7％，根据需要呈现的棕色深度情况确定氧化锰MnO2的含量。将氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2粉末的混合料与蒸馏水以1：1的质量比加入搅拌球磨机内进行混料5.5h形成浆料，磨球为氧化锆6mm圆球，取出浆料并烘干至含水率<1％，将烘干后的混合料送入80目筛筛分，得到氧化锆ZrO2陶瓷粉原料。
S2，氧化锆ZrO2陶瓷粉原料用行星球磨机进一步磨料，其中行星球磨机的转速为2200r/min，研磨时间为3h，研磨后，晶料尺寸细小均匀，约为300nm。
S3，研磨后的氧化锆ZrO2陶瓷粉原料注入液压机模中模制成型，成型过程中，压力为380Kg/cm2,保压6S后，制成聚能环锅架素坯；
S5，用聚氨酯薄膜包好模压成型的素坯，进等静压机加固素坯，静压机的压力为3t/cm2，保压1min后出缸；
S6，加固出缸后的素坯进炉预烧排胶，预烧过程中，经8h将炉内温度从室温升温到600℃，并在达到预设温度后保温8h后降温，排胶结束后进箱式炉做最后的烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放坯料(加固后的素胚)，加盖密封，箱式炉以2.4℃ /min的速度从室温升温至1460℃，达到预设温度后，保温2.2h后烧结结束得到棕色陶瓷材质的聚能环锅架。
实施例6
聚能环锅架为低热层的氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷材质，并采用如下方法加工生产：
S1，按氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2质量比5.3％的比例将氧化钇Y2O3粉末与氧化锆ZrO2粉末进行混合，其中，氧化锆ZrO2粉末为混料，混料中除氧化锆ZrO2粉末外还可包括包括刚玉粉末(氧化铝Al2O3粉末)和氧化锰MnO2粉末，氧化铝Al2O3与氧化锆 ZrO2粉末的质量比为16％-18％，氧化锰MnO2与氧化锆ZrO2粉末的质量比为4％-7％，根据需要呈现的棕色深度情况确定氧化锰MnO2的含量。将氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2粉末的混合料与蒸馏水以1：1的质量比加入搅拌球磨机内进行混料5.5h形成浆料，磨球为氧化锆6mm圆球，取出浆料并烘干至含水率<1％，将烘干后的混合料送入80 目筛筛分，得到氧化锆ZrO2陶瓷粉原料。
S2，氧化锆ZrO2陶瓷粉原料用行星球磨机进一步磨料，其中行星球磨机的转速为2200r/min，研磨时间为3h，研磨后，晶料尺寸细小均匀，约为300nm，烧结时，推动力更大，取得的陶瓷聚能环锅架的密度最高
S3，研磨后的氧化锆ZrO2陶瓷粉原料注入液压机模中模制成型，成型过程中，压力为380Kg/cm2,保压6S后，制成聚能环锅架素坯；
S5，用聚氨酯薄膜包好模压成型的素坯，进等静压机加固素坯，静压机的压力为3t/cm2，保压1min后出缸；
S6，加固出缸后的素坯进炉预烧排胶，预烧过程中，经8h将炉内温度从室温升温到600℃，并在达到预设温度后保温8h后降温，排胶结束后进箱式炉做最后的烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放坯料(加固后的素胚)，加盖密封，箱式炉以2.4℃ /min的速度从室温升温至1460℃，达到预设温度后，保温2.2h后烧结结束得到棕色陶瓷材质的聚能环锅架。
利用本发明提供的方法，生产陶瓷制灶具用聚能环锅架生产过程中，经大量配比实验证明，氧化钇Y2O3与氧化锆ZrO2质量比为5.36％，并在氧化锆ZrO2混料中含有的氧化铝Al2O3及氧化锰MnO2的含量与氧化锆ZrO2的质量比分别为15％和1％，形成的氧化锆陶瓷粉原料在行星球磨机中以2200r/min，研磨时间为3h，研磨后，在1460℃情况下进行烧结时，最终得到的陶瓷聚能环锅架的密度最高，产品的抗热夸性能相对最好，且当着然剂的填加量为4％时，黑度高且发色纯正，微观下，陶瓷中的氧化锆晶体为单一的四方相结构，晶型稳定，在烧结结束后从高温降温过程中，无晶型变化带来的体积改变，使产品无裂纹，韧性、维氏硬度、抗弯强度均远超市面上普通陶瓷产品的指标。
随着氧化钇Y2O3含量的增加，或是行星球磨机的转速升高，超过2400r/min，研磨进间超过4h，取得的锅架产品的密度反而降低，相应的，其他参数如硬度、强度、韧性方面的指标同时下降。
需要说明的是，上面的实施例中给出的各类控制参数，仅为几个示例，不可视为对生产工艺控制参数的限制。在实际生产中，可在上述实施给出的各控制参数的推荐范围内，分别选定各类参数，实际生产过程中的生产方式可不仅为上述的几种生产方法，只要各种参数在本发明提供的数值范围内，均在本发明的保护范围内。
综上所述，本发明提供的一种灶具用聚能环锅架，与现有技术相比，具有如下优点：以氧化钇稳定化的氧化锆(YSZ)为典型的低热导陶瓷材料，是国际上公认的保温隔热效果较好的材料，能有效实现灶具聚能环锅架的隔热、保温要求，同时，这种添加黑色或棕色着色剂的陶瓷，成型容易，价格合理，外表美观，陶瓷本身具备的光泽和防腐蚀性使聚能环锅架表面无需再喷涂颜色或防腐涂层，易清理；在整个生产过程中，无污染，无需添加粘结剂等添加剂，成本低，研磨后的陶瓷粉末的颗粒体表面积可有效降低烧结温度，实现节能环保要求。
如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种灶具用聚能环锅架，其特征在于：所述聚能环锅架为低热导陶瓷材质。
2.如权利要求1所述的一种灶具用聚能环锅架，其特征在于：所述聚能环锅架为氧化钇稳定化的氧化锆陶瓷。
3.如权利要求2所述的一种灶具用聚有环锅架，其特征在于：所述氧化钇与所述氧化锆的质量比为4.7％-5.8％。
4.如权利要求2所述的一种灶具用聚能环锅架，其特征在于：所述氧化锆陶瓷中还含有氧化铝成份。
5.一种灶具用聚能环锅架的生产方法，其特征在于：所述聚能环锅架采用如下方式制造，
S1，按氧化钇与氧化锆质量比4.7％-5.8％的比例将氧化钇与含氧化锆的粉末进行混合，混合料与蒸馏水以0.7-1.1：1的质量比进入搅拌球磨机内进行混料，5-6h后，取出浆料并烘干，将烘干后的混合料进行筛分，得到氧化锆陶瓷粉原料；
S2，根据所需颜色配制着色剂；
S3，将着色剂按比例加入到陶瓷粉原料中，用行星球磨机以预定转速进行磨料；
S4，研磨后的粉料注入液压机模中模制成型，制成聚能环锅架素坯；
S5，用保护膜包好素坯，进等静压机加固素坯；
S6，加固后的素坯预烧排胶后烧结得到陶瓷材质的聚能环锅架。
6.如权利要求5所述的一种灶具用聚能环锅架的生产方法，其特征在于：所述步骤S1中，含氧化锆的粉末中还含有氧化铝，氧化铝与氧化锆粉末的质量比为17％-20％。
7.如权利要求5所述的一种灶具用聚能环锅架的生产方法，其特征在于：当配制黑色着色剂时，以硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍和硝酸锰为原料，用二次去离子水配制Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2和CO(NH2)2溶液，前者浓度为0.2-0.6mol/L，后者浓度为3-8mol/L，将两种溶液于烧杯中混合后利用磁力搅拌装置搅拌后，于恒温水浴中使混合液从室温升至95℃，在恒温水浴中反应至不再产生陈淀后，陈化静止，将沉淀取出进行清洗、干燥、灼烧，得到纳米Fe-Co-Ni-Mn着色剂；当配制棕色着色剂时，取适量MnO2进行研磨即可。
8.如权利要求7所述的一种灶具用聚能环锅架的生产方法，其特征在于：所述Fe(NO3)3-Co(NO3)2-Ni(NO3)3-Mn(NO3)2溶液按Fe2O3：CoO：NiO：MnO2＝24-45％:7-8％:15-40％:30％。
9.如权利要求5所述的一种灶具用聚能环锅架的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，行星球磨机以2000-2400r/min的转速研磨3h-4h。
10.如权利要求5所述的一种灶具用聚能环锅架的生产方法，其特征在于：所述步骤S6中，进行烧结时，进箱式炉烧结，用99％纯度的刚玉坩埚盛放素坯，加盖密封，以每分钟2-3℃的速度从室温升至1350-1470℃，保温1.7-2.5小时后出炉得到所述聚能环锅架。
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| CN201811365267.5A CN111196722A (zh) | 2018-11-16 | 2018-11-16 | 一种灶具用聚能环锅架及其生产方法 |
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