CN214101830U - 石墨烯发热瓷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于陶瓷产品技术领域，本实用新型提供一种石墨烯发热瓷器，包括：陶瓷内胚层、发热层和表面装饰层；所述发热层包括发热电极层和石墨烯层；所述发热电极层通过金属触点连接导线后与电源接通。通过石墨烯涂层发热解决了冬季瓷器冰冷的问题；同时针对瓷器本身不是热的良导体这一特性，通过设计电极形状及排布的位置结合涂布石墨烯导电层，实现瓷器表面均匀发热。

Description

石墨烯发热瓷器

技术领域

本实用新型涉及陶瓷产品技术领域，具体涉及一种石墨烯发热瓷器。

背景技术

瓷器是中国最具有代表性的一种器物，随着现代器具的发展，除了餐具洁具以外，逐渐失去了实用性能。现在餐具以外的瓷器容器一般仅作为观赏使用，已经很少有实用功能。凡事用则进不用则退，现代瓷器除了观赏价值外其实还应该赋予新的功能。但是瓷器因为其重量大、易碎等特点作为容器来使用也显得不具有优势，需要从其他方面才开发其功能。

200710100759.7公开了一种陶瓷烹调炊具，该炊具包括陶瓷本体和复合涂层，而复合涂层又由辐射涂层、发热涂层以及反射涂层组成。其中辐射涂层以过渡金属氧化物为主原料，发热涂层以金属银铁钴镍为主原料，反射层以六钛酸钾晶须为主原料。每一涂层内均附加与本体原料为主的溶剂，该溶剂有助于涂层材料为结合，同时让整体膨胀系数趋于一致。

石墨烯发热产品近年来发展很迅速，不断的有新产品推出，但是一般也就用在地暖、墙暖等传统的取暖方式改进。还没有与瓷器结合的产品推出。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种石墨烯发热瓷器，通过石墨烯涂层发热解决了冬季瓷器冰冷的问题；同时针对瓷器本身不是热的良导体这一特性，通过设计电极形状及排布的位置结合涂布石墨烯导电层，实现瓷器表面均匀发热。

一方面，本实用新型提供一种石墨烯发热瓷器，包括：陶瓷内胚层、发热层和表面装饰层；

所述发热层包括发热电极层和石墨烯层；

所述发热电极层通过金属触点连接导线后与电源接通。

进一步地，所述发热层表面设置有绝缘层。

进一步地，绝缘层为改性塑料溶体材质，且通过热压与发热层固定贴合。

进一步地，所述发热电极层包括设置在瓷器上部、瓷器下部的导电膜端面，所述导电膜端面之间填充设置有石墨烯层。

进一步地，所述发热电极层包括首尾阵列排布的若干导电端面和若干导电基面，所述导电端面和导电基面的空隙之间填充设置有石墨烯层。

进一步地，所述发热电极层中，第一导电端面的首部与第一导电基面的尾部相连，第一导电端面的尾部与第二导电基面的首部相连，第二导电基面的尾部与第二导电端面的首部相连，第二导电端面的尾部与第三导电基面的首部相连，依次循环，直至第N-1导电端面的尾部和第N导电基面的首部连接，形成相互交错间隔排列的发热电极阵列；第一导电端面的首部和第N导电基面的尾部通过金属触点连接导线；

所述石墨烯层将发热电极层之间的间隙填充完整。

进一步地，所述发热电极层中导电端面和导电基面的空隙数量和间距大小可通过调整预先设定的排布规则进行调整。

进一步优选地，所述空隙的间距大于或等于2毫米。

进一步优选地，所述发热层的电阻值小于或等于1欧姆/厘米。

进一步地，所述发热电极层为厚度为10～100nm的ITO导电薄膜。

进一步地，所述石墨烯层为厚度为10～100nm的石墨烯涂料。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

(1)本实用新型制备的石墨烯发热瓷器，有效解决冬季瓷器过于冰冷的问题，通过利用石墨烯具有半导体的优良性质，但是导电性能并不理想的性质，设计电极形状及排布的位置结合涂布石墨烯导电层，实现瓷器表面均匀发热。

(2)本实用新型设计的发热层中涉及发热电极层和石墨烯层交错设置，不仅可保障发热的均匀，而且能够减少电线的排布，保障使用的安全。

(3)本实用新型涉及的绝缘层的设计，保障使用者的安全；表面装饰层的设计保障石墨烯发热瓷器的美观。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1石墨烯发热瓷器的示意图

图2石墨烯发热瓷器表面各涂层的示意图

图3发热层的示意图

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1-3所示，本实用新型提供一种石墨烯发热瓷器，包括：陶瓷内胚层1、发热层2、绝缘层3和表面装饰层4；所述发热层2包括发热电极层21和石墨烯层22；

所述发热电极层21通过金属触点5连接导线后与电源接通。

所述绝缘层3为改性塑料溶体材质，且通过热压与发热层2固定贴合。

所述发热电极层21包括设置在瓷器上部、瓷器下部的导电膜端面20，所述导电膜端面20之间填充设置有石墨烯层22。

进一步优选地，所述发热电极层21包括首尾阵列排布的若干导电端面211 和若干导电基面212，所述导电端面211和导电基面212的空隙213之间填充设置有石墨烯层22。

所述发热电极层21中，第一导电端面的首部与第一导电基面的尾部相连，第一导电端面的尾部与第二导电基面的首部相连，第二导电基面的尾部与第二导电端面的首部相连，第二导电端面的尾部与第三导电基面的首部相连，依次循环，直至第N-1导电端面的尾部和第N导电基面的首部连接，形成相互交错间隔排列的发热电极阵列；第一导电端面的首部和第N导电基面的尾部通过金属触点5连接导线；

所述石墨烯层22将发热电极层21之间的间隙213填充完整，确保热量的完全传递。通过首尾陈列相接，可有效减少连接的导线。

进一步地，所述发热电极层21中导电端面和导电基面的空隙213数量和间距大小可通过调整预先设定的排布规则进行调整。

进一步优选地，所述空隙213的间距大于或等于2毫米。所述发热层的电阻值小于或等于1欧姆/厘米。可保证电气绝缘性的同时确保发热的温度在使用者手感舒适的范围。

进一步地，所述发热电极层21为厚度为10～100nm的ITO导电薄膜。

进一步地，所述石墨烯层22为厚度为10～100nm的石墨烯涂料。

所述发热电极层可采用常规的导电涂料，通过喷涂或刷图或浸涂等方式在瓷器内胎的表面涂布，根据具体瓷器的使用需求进行处理，常规的涂布的电极排列方式优选本实用新型的首位陈列方式；在发热电极层涂布完成后，石墨烯涂料通过喷涂或刷图或浸涂等方式在瓷器内胎的表面涂布，并将发热层烧结成膜；

石墨烯涂料采用无机配方，在原有的釉料配方基础上添加石墨烯：SiO₂ 69％、Al₂O₃ 20％、Fe₂O₃ 3％、石墨烯3.3％TiO₂ 1％、MnO 0.6％、CaO 1.3％、 MgO 0.5、K₂O 0.8、NaO 0.5％。根据瓷器的表面积、额定电压，调整石墨烯在涂料中的比例、厚度来调节整个瓷器的电阻到合适的范围内，以实现功率密度为500-1500w/m²。通电时瓷器表面在35℃-70℃之间。

烧结完成后，再通过热压涂覆绝缘层；

待绝缘层完全固化后，涂覆表面装饰层，在正常表面装饰层的干燥温度下进行烧制即可完成。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯发热瓷器，其特征在于，包括：陶瓷内胚层、发热层和表面装饰层；

所述发热层包括发热电极层和石墨烯层；

所述发热电极层通过金属触点连接导线后与电源接通。

2.根据权利要求1所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述发热层表面设置有绝缘层。

3.根据权利要求2所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述绝缘层为改性塑料溶体材质，且通过热压与发热层固定贴合。

4.根据权利要求1所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述发热电极层包括设置在瓷器上部、瓷器下部的导电膜端面，所述导电膜端面之间填充设置有石墨烯层。

5.根据权利要求4所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述发热电极层包括首尾阵列排布的若干导电端面和若干导电基面，所述导电端面和导电基面的空隙之间填充设置有石墨烯层。

6.根据权利要求5所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述发热电极层中，第一导电端面的首部与第一导电基面的尾部相连，第一导电端面的尾部与第二导电基面的首部相连，第二导电基面的尾部与第二导电端面的首部相连，第二导电端面的尾部与第三导电基面的首部相连，依次循环，直至第N-1导电端面的尾部和第N导电基面的首部连接，形成相互交错间隔排列的发热电极阵列；第一导电端面的首部和第N导电基面的尾部通过金属触点连接导线；

所述石墨烯层将发热电极层之间的间隙填充完整。

7.根据权利要求6所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述发热电极层中导电端面和导电基面的空隙数量和间距大小可通过调整预先设定的排布规则进行调整。

8.根据权利要求7所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述空隙的间距大于或等于2毫米。

9.根据权利要求1所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述发热层的电阻值小于或等于1欧姆/厘米。

10.根据权利要求1所述石墨烯发热瓷器，其特征在于，所述发热电极层为厚度为10～100nm的ITO导电薄膜；

所述石墨烯层为厚度为10～100nm的石墨烯涂料。

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