適用于電磁加熱設(shè)備的陶瓷器皿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可與以銀鐵為主的金屬基涂層穩(wěn)定結(jié)合的陶瓷基體，其熱膨脹系數(shù)與涂層接近，熱穩(wěn)定性好。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵銀混合物具有良好的導(dǎo)熱導(dǎo)磁能力，可以用于電磁加熱設(shè)備。但是其與陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)差異較大，多次急冷急熱，底部涂層脫落，甚至炸裂。
[0003]有發(fā)明人提供了中溫耐熱陶瓷及其制備方法，專(zhuān)利號(hào)ZL200510035605.5。該案公開(kāi)的耐熱陶瓷的熱膨脹系數(shù)為2~3X 10_6/°C。其包括氧化硅58%~75%、氧化鋁18%~35%、氧化鋰4.5%~7.5%以及微量的碳酸鋰和增塑劑。該案認(rèn)為這種比例下的陶瓷耐800°C -20°C間的急冷。
[0004]201210539801.6開(kāi)一種高耐熱陶瓷及其制備方法，其由如下重量含量的組分制備而成:透鋰長(zhǎng)石44?46份，石英12?13份，高嶺土 14?15份，滑石6?7份，粘土 22?28份，氧化鋅3?4份，氧化鋇3?4份，廢瓷渣5?6份，氧化鈮0.6?1.2份，分散劑0.25?0.4份，聚丙烯酰胺0.4?0.5份。該案也能維持800°C ~20°C間的熱交換。此外201010271915.8的廚具耐熱陶瓷也公開(kāi)了一種800°C左右的耐熱陶瓷配方。
[0005]在電磁加熱設(shè)備上使用陶瓷器皿時(shí)，如果帶有涂層，陶瓷本身的溫度一般保持在50至300 °C，一般不會(huì)超過(guò)400 °C。
[0006]200810107171.9公開(kāi)一種耐熱陶瓷材料，該陶瓷除了含有常規(guī)的氧化硅、氧化鋁、氧化鋰、氧化媽、氧化鉀以及氧化鈉之外，還含有氧化鐵、氧化鎂以及氧化鈦。該案的氧化鋰較低，具有400°C的耐熱性。
[0007]201110147816.3的高鋰質(zhì)耐熱陶瓷材料，主要由透鋰長(zhǎng)石、華林土、高嶺土和廢瓷粉為原材料組合燒結(jié)而成，其特征在于各原料的重量份為:透鋰長(zhǎng)石40?55份；貴州高嶺土 12?20份；華林土 20?30份；廢瓷粉5?10份；宜春高嶺土 6?8份；中廈土 6?8份；樟州黑土 2?4份；滑石粉2?4份；氧化鋁2?4份；石英粉3?6份，該耐熱瓷煲的熱穩(wěn)定性能可達(dá)到在520°C?20°C急冷不裂。
[0008]用于電磁加熱設(shè)備的陶瓷器皿除了考慮熱穩(wěn)定外，與金屬的均勻熱膨脹是值得關(guān)注的。該陶瓷器皿的涂層一般含有金屬，尤其含有鐵銀。鐵、銅、銀等金屬的熱膨脹系數(shù)一般維持在10~20X 10_6/°C左右，將其涂覆在熱膨脹系數(shù)小于3~8X 10_6/°C左右的陶瓷件上，反復(fù)熱交換后，涂層容易脫落。
[0009]陶瓷以金屬氧化物為主，其膨脹系數(shù)與氧化物的比例相關(guān)。201110060944.4公開(kāi)了氧化鎂、氧化硅、氧化鈣的比例關(guān)系對(duì)膨脹系數(shù)的影響。但是由于玻璃與陶瓷的制備工藝迥異，該比例不一定適合陶瓷材料。
[0010]陶瓷與金屬的均衡熱膨脹只存在與部分技術(shù)領(lǐng)域，直接混合陶瓷件和金屬，需要予以排除。201010594254.2涉及一種可磁化陶瓷的制備方法，它是在非磁性陶瓷粉料中摻入可磁化物質(zhì)，制備可磁化的陶瓷制品。該案說(shuō)明，可磁化物質(zhì)在可磁化陶瓷制品中的含量(5?80)wt%，該比例實(shí)際上囊括了所有的磁性陶瓷制品，所該范圍的所有實(shí)施例中，陶瓷材料與可磁化物質(zhì)均具有良好的結(jié)合性是有待考證的。
[0011]因此，現(xiàn)有技術(shù)有進(jìn)一步改進(jìn)的必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于電磁加熱設(shè)備的陶瓷基體材料，其與金屬的熱膨脹系數(shù)接近，在中低溫范圍(20°C -300°C)內(nèi)熱穩(wěn)定。
[0013]一種與金屬基涂層穩(wěn)定結(jié)合的陶瓷基體，其特征在于，按占陶瓷基體重量百分比計(jì)，氧化鋅1%?3%、碳酸鋰0.1?2%、氧化鎂7%?8%、氧化鋇3%?5%，鋰輝石提供4%~5%的氧化鋰，鋰輝石、石英以及高嶺土共提供25。/『32%的氧化鋁、含量是氧化鎂4.68倍的氧化硅、含量是氧化鎂1.2倍的氧化鈣，硼、鉀、鈉合計(jì)小于3%。
[0014]優(yōu)選的，這種陶瓷基體由氧化鋁30%?32%、氧化鋰4?4.5%、氧化硅33%?34%、氧化鈣8%?9%、氧化鋅1%、氧化鎂7%?7.5%、氧化鋇5%、碳酸鋰2%、分散劑0.01?0.5%、增塑劑1%，余量的氧化硼、氧化鉀和氧化鈉組成。
[0015]優(yōu)選的，氧化硼的含量為0.1%?2%。
[0016]優(yōu)選的，氧化鎂為7.21%。氧化鎂的含量與氧化硅、氧化鈣成比例，控制氧化鎂的含量可以同時(shí)控制氧化硅和氧化鈣的含量，以便控制陶瓷基體的微觀組成。
[0017]一種與金屬基涂層穩(wěn)定結(jié)合的陶瓷基體的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 按陶瓷基體的配方配置鋰輝石、透鋰長(zhǎng)石、石英以及高嶺土的混合原料，選擇性絮凝，
控制硼、鉀、鈉合計(jì)小于3%，沉淀后制成胚料；
按陶瓷基體的配方在胚料中加入氧化鋅、氧化鎂、氧化鋇以及碳酸鋰，制成陶瓷胚件；陶瓷胚件置于800°C?900°C中預(yù)燒2小時(shí)，陶瓷胚件置于1300°C?1500°C中預(yù)燒8小時(shí)，在2小時(shí)內(nèi)逐漸降低至常溫，制成陶瓷基體。
[0018]一種適用于電磁加熱設(shè)備的陶瓷器皿，其特征在于由陶瓷基體和復(fù)合涂層組成，所述陶瓷基體由所述陶瓷材料制成，所述復(fù)合涂層由基層、發(fā)熱層以及面層組成。
[0019]按重量百分比計(jì)，所述基層由氧化鋁12%~18%、氧化鈣7%~8%、氧化鎂7%~8%、氧化鋇4%~5%、氧化鐵14%~17%、氧化硼12%~14%、氧化鉀2%~5%、氧化鈉0.1%~4%以及余量的氧化硅組成，所述發(fā)熱層由氧化鋁12%~18%、氧化鎂7%~8%、鐵與鎳共16%~20%、銀45%~46%、氧化硼5%~6%、氧化鉀2%~5%、氧化鈉0.1%~2%組成，所述面層由氧化鋁21%~26%、氧化硅28%~40%、氧化鈣7%~8%、氧化鎂7%~9%、氧化鐵12%~13%、氧化鋅2%~8%、氧化鉀2%~5%、氧化鈉0.1%~4%組成。
[0020]一種適用于電磁加熱設(shè)備的陶瓷器皿的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
按陶瓷基體的配方配置鋰輝石、透鋰長(zhǎng)石、石英以及高嶺土的混合原料，選擇性絮凝，控制硼、鉀、鈉合計(jì)小于3%，沉淀后制成胚料；
按陶瓷基體的配方在胚料中加入氧化鋅、氧化鎂、氧化鋇以及碳酸鋰，制成陶瓷胚件；陶瓷胚件置于800°C?900°C中預(yù)燒2小時(shí)，陶瓷胚件置于1300°C?1500°C中預(yù)燒8小時(shí)，在2小時(shí)內(nèi)逐漸降低至常溫，制成陶瓷基體；
按要求配置基層原料，熔化后析晶，研磨，制成基層涂料，將該基層涂料涂覆于燒結(jié)的陶瓷基體； 按要求配置發(fā)熱層原料，取氧化鋁、氧化鋅以及助熔劑熔化后析晶，混入鐵基混合物和銀后研磨，制成發(fā)熱層涂料，將該發(fā)熱層涂料涂覆于所述基層；
按要求配置面層原料，熔化后析晶，研磨，制成面層涂料，將該基層涂料涂覆于所述發(fā)執(zhí)層.烘干，再燒結(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)有技術(shù)綜述
有發(fā)明人提供了中溫耐熱陶瓷及其制備方法，專(zhuān)利號(hào)ZL200510035605.5。該案公開(kāi)的耐熱陶瓷的熱膨脹系數(shù)為2~3X 10_6/°C。其包括氧化硅58%~75%、氧化鋁18%~35%、氧化鋰4.5%~7.5%以及微量的碳酸鋰和增塑劑。該案認(rèn)為這種比例下的陶瓷耐800°C -20°C間的急冷。
[0022]201210539801.6開(kāi)一種高耐熱陶瓷及其制備方法，其由如下重量含量的組分制備而成:透鋰長(zhǎng)石44?46份，石英12?13份，高嶺土 14?15份，滑石6?7份，粘土 22?28份，氧化鋅3?4份，氧化鋇3?4份，廢瓷渣5?6份，氧化鈮0.6?1.2份，分散劑0.25?0.4份，聚丙烯酰胺0.4?0.5份。該案也能維持800°C ~20°C間的熱交換。此外201010271915.8的廚具耐熱陶瓷也公開(kāi)了一種800°C左右的耐熱陶瓷配方。
[0023]在電磁加熱設(shè)備上使用陶瓷器皿時(shí)，如果帶有涂層，陶瓷本身的溫度一般保持在50至300 °C，一般不會(huì)超過(guò)400 °C。
[0024]200810107171.9公開(kāi)一種耐熱陶瓷材料，該陶瓷除了含有常規(guī)的氧化硅、氧化鋁、氧化鋰、氧化媽、氧化鉀以及氧化鈉之外，還含有氧化鐵、氧化鎂以及氧化鈦。該案的氧化鋰較低，具有400°C的耐熱性。
[0025]201110147816.3的高鋰質(zhì)耐熱陶瓷材料，主要由透鋰長(zhǎng)石、華林土、高嶺土和廢瓷粉為原材料組合燒結(jié)而成，其特征在于各原料的重量份為:透鋰長(zhǎng)石40?55份；貴州高嶺土 12?20份；華林土 20?30份；廢瓷粉5?10份；宜春高嶺土 6?8份；中廈土 6?8份；樟州黑土 2?4份；滑石粉2?4份；氧化鋁2?4份；石英粉3?6份，該耐熱瓷煲的熱穩(wěn)定性能可達(dá)到在520°C?20°C急冷不裂。
[0026]用于電磁加熱設(shè)備的陶瓷器皿除了考慮熱穩(wěn)定外，與金屬的均勻熱膨脹是值得關(guān)注的。該陶瓷器皿的涂層一般含有金屬，尤其含有鐵銀。鐵、銅、銀等金屬的熱膨脹系數(shù)一般維持在10~20X 10_6/°C左右，將其涂覆在熱膨脹系數(shù)小于3~8X 10_6/°C左右的陶瓷件上，反復(fù)熱交換后，涂層容易脫落。
[0027]陶瓷以金屬氧化物為主，其膨脹系數(shù)與氧化物的比例相關(guān)。201110060944.4公開(kāi)了氧化鎂、氧化硅、氧化鈣的比例關(guān)系對(duì)膨脹系數(shù)的影響。但是由于玻璃與陶瓷的制備工藝迥異，該比例不一定適合陶瓷材料。
[0028]陶瓷與金屬的均衡熱膨脹只存在與部分技術(shù)領(lǐng)域，直接混合陶瓷件和金屬，需要予以排除。201010594254.2涉及一種可磁化陶瓷的制備方法，它是在非磁性陶瓷粉料中摻入可磁化物質(zhì)，制備可磁化的陶瓷制品。該案說(shuō)明，可磁化物質(zhì)在可磁化陶瓷制品中的含量(5?80)wt%，該比例實(shí)際上囊括了所有的磁性陶瓷制品，所該范圍的所有實(shí)施例中，陶瓷材料與可磁化物質(zhì)均具有良好的結(jié)合性是有待考證的。
[0029]200910115840.1公開(kāi)了一種金屬釉層，該金屬釉層由鋁鋰銀鈦的合金組成，除了金屬與陶瓷材料的結(jié)合性外，金屬作為釉層，耐磨性是值得懷疑的。
[0030]201010172342.3公開(kāi)了電磁灶用陶瓷鍋的制造方法，該電磁灶用陶瓷鍋包括鍋體和鐵膜層，所述鍋體包括0.1-0.6份氧化鋰、2-5份氧化鋁、3-4.5份氧化娃和0.3-0.5份氧化鎂。該鍋體具有熱穩(wěn)定性好、遇急火和高溫均不易炸裂等優(yōu)點(diǎn)。該案說(shuō)明了用氫還原法制備鐵膜層的方