專利名稱：一種金屬導(dǎo)磁陶瓷鍋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷器皿制造領(lǐng)域，特別涉及一種金屬導(dǎo)磁陶瓷鍋.
背景技術(shù)：
陶瓷工業(yè)已有悠久歷史，中國更以陶瓷而在世界命名.陶瓷廣泛的被應(yīng)用于人們生活的各個領(lǐng)域，其中最大部分是在人們?nèi)粘Ｉ畹娘嬍愁I(lǐng)域，隨著人們生活水準(zhǔn)的提高和新興技術(shù)的出現(xiàn)，古老的陶瓷業(yè)產(chǎn)品已遠(yuǎn)不能適應(yīng)社會的需求. 隨著餐飲業(yè)的發(fā)展，電磁爐已廣泛地應(yīng)用于火鍋和鐵板燒烤等食品加工手段，傳統(tǒng)的陶瓷鍋類產(chǎn)品雖然以保溫性能優(yōu)良而著稱，而對于潔凈、安全的電磁爐加熱產(chǎn)品，卻由于陶瓷的非金屬特性，不能感應(yīng)電磁爐電磁輻射能量，不能運用于傳統(tǒng)的燉、煨等加工手段.
目前，新興的用具有導(dǎo)磁功能的金屬成份與非導(dǎo)磁的陶瓷復(fù)合工藝，使得傳統(tǒng)的陶瓷技術(shù)得以發(fā)展和延伸，然而現(xiàn)有的加工工藝大都采用金屬導(dǎo)體預(yù)埋法、金屬熔噴法等，但都因與陶土的膨脹系數(shù)相差較大，難于與陶瓷表面貼切，易發(fā)生環(huán)形金屬導(dǎo)磁層和陶瓷表面分離的"起殼"現(xiàn)象，生產(chǎn)過程中報廢率很高。此外，另一種貼膜式鐵基金屬導(dǎo)磁環(huán)工藝，在用戶實際使用中，經(jīng)常會發(fā)生擊穿或過燒現(xiàn)象，使得產(chǎn)品失效，給用戶造成不滿.
我國的陶土地域分布廣泛，成份含量復(fù)雜且差異很大，陶土是指含有鐵質(zhì)而帶黃褐色、灰白色、紅紫色等色調(diào)，具有良好可塑性的粘土。礦物成分以蒙脫石、高嶺土為主。礦床(點)取樣分析含二氧化硅65. 18-71.86%，三氧化二鋁15. 02-17. 99%，三氧化二鐵3. 27-6. 61%，氧化鈣0. 75-1. 68%，氧化鎂0. 89-2. 07 % ，含有鎢、硼、鍺、鎳等微量氧化物.由于金屬成份在陶土中為游離狀，以硅酸鹽晶體形態(tài)出現(xiàn)，難以直接與致密的金屬層
^口 口 此外，陶土的燒制高溫也使得被復(fù)合金屬產(chǎn)生氧化，如鐵和鋁，一旦置入電磁場內(nèi)，F(xiàn)e203和A1203不良的導(dǎo)電性，使得阻抗增加，便會發(fā)生打火、擊穿現(xiàn)象，倘若采用氮氣保護法燒制，則對于民用產(chǎn)品價格難以承受。
法拉第電磁感應(yīng)定律 E = nAO/At， [E :感應(yīng)電動勢(V) ， n :感應(yīng)線圈匝數(shù)，A①/At:磁通量的變化率] 電阻定律 R= pL/S， [P :為電阻率(Q .m)，S:橫截面積(1112)，1 :電阻值(Q)，L:導(dǎo)線的長度(m)] 電熱功率當(dāng)量計算定律 W = E2t/R[W :熱功(J-焦耳)，E :感應(yīng)電動勢(V-伏)，t :時間(S_秒)，R :電阻
值(Q-歐姆)]

發(fā)明內(nèi)容
針對上述陶瓷鍋用于電磁爐存在的加工和使用中存在的弊端、陶土的特性、電磁感應(yīng)理論和熱功轉(zhuǎn)換原理，本發(fā)明目的在于提供一種高效、節(jié)能的金屬導(dǎo)磁陶瓷鍋。
本發(fā)明提出如下技術(shù)解決方案 —種金屬導(dǎo)磁陶瓷鍋，包括鍋底、鍋體、鍋蓋和環(huán)形導(dǎo)磁層，所述的導(dǎo)磁陶瓷鍋的鍋底外表面和鍋體外側(cè)面有一個或一個以上的環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層，該導(dǎo)磁陶瓷鍋的導(dǎo)磁涂層按重量百分比含量為銀(Ag)85 98%，石墨(C)O 15%，鎳(Ni)O 2. 5% ;導(dǎo)磁涂層厚度為O. 5 0.8毫米。 與傳統(tǒng)加工方法不同，本發(fā)明體現(xiàn)在以下特性 1.與現(xiàn)有的鐵(Fe)基材料不同，本發(fā)明選用不易氧化的銀(Ag)基材料作為陶瓷鍋的熱力發(fā)源體，一是為了避免生產(chǎn)過程中的氧化現(xiàn)象造成導(dǎo)磁性能的下降，二是金屬銀具有良好的低阻抗導(dǎo)電性，三是金屬銀分子量大，形變小，膨脹系數(shù)與陶瓷較接近，能與陶瓷表面有較強附著力。 2.加入還原劑碳(C)，為了最大限度減少陶瓷鍋在燒制過程中氧化現(xiàn)象的發(fā)生，本發(fā)明在陶土的坯體、釉質(zhì)、導(dǎo)磁涂層的燒制過程中均加入了碳(C)，經(jīng)過下列一系列反應(yīng)后，陶瓷內(nèi)析出的金屬分子與銀(Ag)基材料熱力發(fā)源體產(chǎn)生很強的分子錨著力.而不是傳統(tǒng)金屬熔噴工藝產(chǎn)生的陶瓷與金屬間附著力，也不是釉質(zhì)包裹燒制后的固化力。
晶體鹽類分解反應(yīng)如
CuS04 5H20 — CuO+5H20個+S02個KAI(S04)2 12H20 — K20+A1203+5H20 t +S02個
氧化反應(yīng)如C+02 -Fe+02Al+02Cu+09
CO
+ Fe203+ A1203+ CuO
還原反應(yīng)如C0+Fe203C0+A1203CO+CuO -
置換反應(yīng)如Fe+AgO-Cu+AgOAl+AgO
+ Fe+C02個—A1+C02個Cu+C02個
Ag+Fe203
Ag+CuO
Ag+Al203
3.改變熱源體傳導(dǎo)體系根據(jù)上述三個定律得出的電熱功為
<formula>formula see original document page 4</formula> 由二式看出降低電阻率P電熱功W增大；增加電磁感應(yīng)匝數(shù)n電熱功W呈指數(shù)平方級增大；同樣增加電磁感應(yīng)圈的面積后，電熱功W也相應(yīng)增大。
本發(fā)明采用銀基材料降低電阻率P同時；在陶瓷鍋鍋體的外側(cè)面，增加了環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4的圈數(shù)，考慮到環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4的厚度不能過厚，以免"起殼"剝落，在最大限度的增加橫截面積S后，根據(jù)陶瓷鍋的容量大小，配以適量環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4的圈數(shù)、寬度和間隔距離，既擴大橫截面積S，從而也增加了電磁感應(yīng)量E。 所以在相同外部條件下，比起傳統(tǒng)產(chǎn)品本發(fā)明能整體接受電磁爐電磁輻射能量，加熱迅速，受熱面積大且均勻，節(jié)能環(huán)保。 本發(fā)明不僅適用于鍋、煲類，也適用于需用到電磁爐加熱的茶具類，醫(yī)用類等陶瓷或玻璃器皿。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為剖面結(jié)構(gòu)對比示意圖； 圖2(a)為傳統(tǒng)產(chǎn)品剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2(b)為本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明加工時間與溫度曲線圖； 圖3(a)為本發(fā)明胚體、釉彩層加工時間與溫度曲線圖； 圖3(b)為本發(fā)明釉彩層、金屬導(dǎo)磁涂層加工時間與溫度曲線圖； 圖4為本發(fā)明環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層底部外表面靜態(tài)式噴涂法示意圖； 圖5為本發(fā)明環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層底部、外側(cè)表面旋轉(zhuǎn)式噴涂法示意圖。
其圖中1-陶瓷鍋底；2_陶瓷鍋體；3_陶瓷鍋蓋；4_環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層；5_陶瓷
層；6_釉彩層；7_金屬層；8_金屬分子錨著層；9_工件；10-噴頭；11-機架；12-喉管；
13-壓力表；14-壓力儲存罐。
具體實施例方式
如圖示結(jié)構(gòu)作為本發(fā)明最佳實施例具體闡述實施方式 考慮到陶瓷、釉彩、環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4間的金屬分子的錨接作用，本發(fā)明在陶土胚體的制作中，首先對土坯進行采樣分析，根據(jù)其金屬成份含量加入一定比例的銅(Cu)、鐵(Fe)、鋁(Al)、鎳(Ni)、錳(Mn)、鎢(W)、石墨(C)等，制成胚體基粉，經(jīng)過篩洗、研磨、超聲波勻化、工件9成型、工件9脫模，為了能使金屬分子團在工件9底部獲得更多的析出量，采用口上底下的燒制體位，推入電窯爐，為了最大限度的阻止胚體中金屬成份的氧化，增強金屬的還原反應(yīng)，析出于工件9的底部，在胚體件的底部鋪設(shè)一焦碳層，經(jīng)過升溫一保溫一降溫三個階段，得到一個底部有一富金屬層的陶瓷毛坯工件9。 根據(jù)相同制作原理，對陶瓷毛坯工件9表面進行涂釉彩和燒制，同樣得到一個底部有一富金屬層的陶瓷工件9。 環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4配料，稱93克的銀氧化物粉末，6克石墨(碳氧化物)粉末，1克鎳氧化物粉末混合倒入不銹鋼罐中，再加入液態(tài)50克聚乙烯醇縮定醛樹脂(pvb)進行濕式球磨，超聲波勻化，10小時后，盛入噴槍壓力儲存罐14中待噴。 在陶瓷工件9釉彩的保溫析出階段，通過輸送線陶瓷工件9經(jīng)過180。旋轉(zhuǎn)后(底上口下體位)，被輸送到一環(huán)境溫度為80(TC左右噴射室，金屬導(dǎo)磁粉末在高壓下噴涂于導(dǎo)磁陶瓷鍋鍋底1外表面或外側(cè)面，一個以上環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4，噴涂厚度為0. 5 0. 8毫米，噴涂環(huán)形的金屬導(dǎo)磁粉末在22g 26g，逐步降溫，最后保溫于環(huán)境溫度60°C 8(TC條件下4小時出爐。 由于陶土的質(zhì)地不同，調(diào)制的胚體基粉百分含量也不盡相同，此外，工件9的形態(tài)重量也都為一變量，故對于環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4的圈數(shù)、厚度都要根據(jù)實際工件9而定，同樣陶瓷胚體、釉彩燒制過程(升溫一保溫一降溫)三個階段中的溫度和時間的參數(shù)，也隨之改變。圖3為本發(fā)明加工時間與溫度曲線圖，按圖顯示本發(fā)明采用了逐步升溫、分級降溫、穩(wěn)態(tài)保溫的燒制工藝，為了能得到均勻、盡可能多的導(dǎo)磁金屬分子的析出，在溫度控制上應(yīng)盡量避免陡升或陡降的曲線拐點。以避免分子晶體間的晶格脆斷，分級降溫的級數(shù)可分多些。在時間控制上應(yīng)盡可能長些，陶瓷的燒制、環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4的高溫和高壓，使得產(chǎn)品內(nèi)部積聚了一定的應(yīng)力集中，充分的時效，以利于分子晶體間的應(yīng)力釋放，避免產(chǎn)品的生產(chǎn)和用戶使用過程中的開裂，因而導(dǎo)致產(chǎn)品失效報廢。 本發(fā)明采用了環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4底部外表面靜態(tài)式噴涂法(見圖4);和環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4底部、外側(cè)表面旋轉(zhuǎn)式噴涂法(見圖5);對于只需要底部噴涂環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4的工件9，工件9被輸入噴射室后，傳感系統(tǒng)直接控制上方的噴頭10伸入到工件9表面；配置好的金屬導(dǎo)磁粉末經(jīng)過壓力儲存罐14、喉管12、噴頭10噴射于工件表面，如果外側(cè)表面需要同時噴涂的，則傳感系統(tǒng)控制機架11傾斜一角度，同時工件底部旋轉(zhuǎn)機構(gòu)作360°旋轉(zhuǎn)即可。 由于工件9噴涂層表面的平整和清潔與否將直接影響環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4的導(dǎo)磁/導(dǎo)電性能， 一旦工件9噴涂層表面出現(xiàn)夾雜、氣泡等現(xiàn)象，就會產(chǎn)生產(chǎn)品噴涂"起殼"現(xiàn)象，用戶使用過程中發(fā)生擊穿現(xiàn)象，直接導(dǎo)致產(chǎn)品的報廢.所以應(yīng)在噴射室設(shè)置有表面平整和清潔的吸塵輔助裝置，產(chǎn)品噴涂后也應(yīng)清潔環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層4與釉彩間接縫處的毛剌，以確保產(chǎn)品表面的光潔度和平整度。
權(quán)利要求
一種金屬導(dǎo)磁陶瓷鍋，包括鍋底、鍋體、鍋蓋和環(huán)形導(dǎo)磁層，其特征在于所述的導(dǎo)磁陶瓷鍋的鍋底(1)外表面和鍋體(2)外側(cè)面有一個或一個以上的環(huán)形金屬導(dǎo)磁涂層(4)，該導(dǎo)磁陶瓷鍋的導(dǎo)磁涂層(4)按重量百分比含量為銀(Ag)85～98％，石墨(C)0～15％，鎳(Ni)0～2.5％；導(dǎo)磁涂層厚度為0.5～0.8毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及陶瓷器皿制造領(lǐng)域，尤指一種鍋底外表面及鍋體外側(cè)涂有銀基金屬層的陶瓷鍋，它包括鍋底、鍋體、鍋蓋和環(huán)形導(dǎo)磁層，所述的導(dǎo)磁陶瓷鍋的鍋底外表面和鍋體外側(cè)面有一個或一個以上的環(huán)形銀基金屬導(dǎo)磁涂層，該導(dǎo)磁陶瓷鍋的導(dǎo)磁涂層(4)按重量百分比含量為銀(Ag)85～98％，石墨(C)0～15％，鎳(Ni)0～2.5％；導(dǎo)磁涂層厚度為0.5～0.8毫米。在相同外部條件下，比起傳統(tǒng)產(chǎn)品本發(fā)明能整體接受電磁爐電磁輻射能量，加熱迅速，受熱面積大且均勻，節(jié)能環(huán)保，不僅適用于鍋、煲類，也適用于需用到電磁爐加熱的茶具類，醫(yī)用類等陶瓷或玻璃器皿。
文檔編號C04B41/88GK101717277SQ20091020091
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
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