一种导磁陶瓷锅及其制备工艺的制作方法

本发明涉及一种陶瓷器皿制备领域，特别是一种导磁陶瓷锅及其制备工艺。

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，打破了传统的明火烹调方式，已经逐渐在家庭中普及，它具有升温快、热效率高、无明火、对周围环境不产生热辐射无烟尘、安全性好等优点，被称为“烹饪之神”和“绿色炉具”。

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受磁体的陶瓷锅进行直接加热。目前市场上为了使陶瓷锅能够采用电磁加热，在已制备好的陶瓷锅上采用粘贴、涂覆等方法添加磁性制品。专利CN 200820047032.7公开了一种金属膜陶瓷胆电磁电饭锅，通过在陶瓷胆的底部外表面覆上一层导磁金属膜，可在电磁场中产生涡流而发热，从而实现陶瓷胆的电磁加热。但是，这种电磁电饭锅由于导磁层设置在陶瓷内胆的底部外表面，工作时有大量的热量直接散失到外界，且导磁金属膜成本较高、使用寿命短。专利CN 202681589 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，这种方法需要对脆性陶瓷进行加工，如打洞、划槽等，使得陶瓷成品率很低且工艺复杂；另外磁性制品与陶瓷的热胀冷缩差距大，导致分层，易出现胀裂等现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种导磁陶瓷锅及其制备工艺，解决现有陶瓷锅需要对脆性陶瓷进行加工，如打洞、划槽等，使得陶瓷成品率很低且工艺复杂；另外金属磁性薄片与陶瓷坯体的热胀冷缩差距大，高温烧结时，易出现金属磁性薄片严重氧化，外陶瓷加热胀裂等现象。

为了实现上述目的，采用如下的技术方案：

一种导磁陶瓷锅，包括陶瓷锅基体、导磁防氧化发热片和陶瓷封片；所述陶瓷锅基体底部带凹槽，所述导磁防氧化发热片设置在所述陶瓷锅基体底部的凹槽内，所述导磁防氧化发热片的尺寸小于所述陶瓷锅基体底部的凹槽；所述陶瓷封片与所述陶瓷锅基体底部接封在一起，所述陶瓷封片的直径和成分均与所述陶瓷锅基体底部一致；所述导磁防氧化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。

进一步的，所述导磁防氧化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。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。

进一步的，所述导磁防氧化发热片铁素体不锈钢、镍、钴中的一种或多种。

进一步的，所述导磁防氧化发热片为铁磁合金和银的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，所述陶瓷锅基体原料为氧化铝、石英、氧化锆、堇青石、玻璃粉中的一种或多种混合物。

进一步的，所述陶瓷锅基体原料组分按质量份数包括：石英30-50份，高岭土17-24份，粘土18-22份，钾长石10-14份，硼酸2-3份，滑石2-4份，氧化铝1-3份。

一种上述导磁陶瓷锅的制备工艺，主要包括以下步骤：

（1）称取陶瓷锅基体原料，将原料进行充分混料球磨→榨泥→练泥，制备出陶瓷锅基体坯料；

（2）通过滚压成型工艺将陶瓷锅基体坯料形成底部带凹槽的陶瓷锅基体；

（3）制备小于陶瓷锅基体底部凹槽尺寸的导磁防氧化发热片；

（4）制备一块一定厚度且与陶瓷锅基体底部直径大小一致的、成分相同的陶瓷封片；

（5）将步骤（3）所得的导磁防氧化发热片置放于陶瓷锅基体底部凹槽中，把步骤（4）所得的陶瓷封片和陶瓷锅基体底部封接在一起，得到底部包含导磁防氧化发热片的陶瓷锅坯体；

（6）将陶瓷锅坯体晾干，然后在陶瓷锅坯体外表面涂上釉料；

（7）把陶瓷锅坯体置于一定温度的烧结炉中烧成，获得表面光滑的导磁陶瓷锅。

进一步的，步骤（2) 中所述滚压成型工艺是在普通石膏模型的底部中间设计一个大于导磁防氧化发热片的尺寸的凸台，将一定质量的陶瓷坯料放入石膏模型的底部，利用滚压头和石膏模型滚压成型，模型中的陶瓷坯料在压力作用下形成底部带凹槽的陶瓷锅基体。

进一步的，步骤（2) 中的陶瓷锅坯体凹槽是按照略大于导磁防氧化发热片的尺寸在成型陶瓷坯体的底部雕刻而成。

步骤（3）所述导磁防氧化发热片的制备主要包括以下步骤：

（1）按称取高温防氧化层原料，再加入胶黏剂后混料球磨，并配制成悬浮性较好的涂层浆料；

（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。

与现有技术相比，本发明通过对普通石膏模型进行改进，利用滚压成型工艺制备出底部带凹槽的陶瓷锅基体，陶瓷锅基体底部凹槽的尺寸大于导磁防氧化发热片，将表面包覆一层高温防氧化层的导磁防氧化发热片置放于凹槽中并利用陶瓷封片把陶瓷锅基体底部封接紧密，使得导磁防氧化发热片位于导磁陶瓷锅的底部中间且与周围底部陶瓷锅基体之间存在一定的空间，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开裂、炸锅的问题，另外在导磁防氧化发热片的表面包覆一层高温防氧化层，避免了导磁防氧化发热片在烧结过程中被氧化而导致功率衰退等问题，本发明的制备方法具有生产工艺简单，成本低等优点。

附图说明

图1是本发明采用滚压成型工艺制备带凹槽的陶瓷锅坯体的原理示意图；

图2是本发明底部带凹槽的陶瓷锅基体的内部组织结构示意图；

图3是本发明导磁防氧化发热片处于陶瓷锅底部中间时的内部组织结构示意图；

图4是本发明导磁陶瓷锅的内部组织结构示意图；

图5是本发明导磁防氧化发热片示意图；

图6是本发明连续导磁金属纤维网络示意图；

其中，1-滚压头、2-凸台、3-石膏模型、4-凹槽、5-陶瓷锅基体、6-导磁防氧化发热片、7-陶瓷封片、8-连续导磁金属纤维网络。

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

一种导磁陶瓷锅的制备工艺，主要包括以下步骤：

按质量份数称取陶瓷锅基体原料：石英30份，高岭土24份，粘土22份，钾长石14份，硼酸3份，滑石4份，氧化铝3份；将原料按照普通陶瓷坯料制备工艺混料球磨→榨泥→练泥，制备出陶瓷坯料；然后按照底部直径110mm的陶瓷锅的底部尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将陶瓷坯料放入用于制备陶瓷锅的石膏模型的底部，其中石膏模型的底部中间设计有一个大于导磁防氧化发热片的尺寸的凸台，利用滚压头和石膏模型滚压成型，模型中的陶瓷坯料在压力作用下形成底部带凹槽的陶瓷锅坯体；由滚压头、凸台、石膏模型滚压成型工艺用设备如图1所示，得到的底部带凹槽的陶瓷锅基体如图2所示。接着在直径90mm的430铁素体不锈钢板的表面包覆一层高温防氧化层并将其置放于上述陶瓷锅坯体的凹槽中，其中陶瓷锅坯体底部凹槽的尺寸大于430铁素体不锈钢板，如图3所示；最后利用陶瓷釉料把陶瓷封片和陶瓷锅坯体底部封接在一起，得到底部包含430铁素体不锈钢板的陶瓷锅坯体，如图4所示；将坯体晾干后，在其外表面涂上釉料，在110℃保温15分钟，然后按照陶瓷锅坯体普通烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1-2h，即得到本发明所述的导磁陶瓷锅。由于凹槽的尺寸大于430铁素体不锈钢板，在430铁素体不锈钢板的周边形成了永久性的空间，避免了因为430铁素体不锈钢板的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中的开裂、炸锅问题；另外在430铁素体不锈钢板表面包覆一层高温防氧化层，避免了430铁素体不锈钢板在烧结过程中被氧化而导致功率衰退等问题。本实施例中的导磁防氧化发热片如图5或者图6所示可以为相互连通的条状、片状、或者三维网状。

实施例2

一种导磁陶瓷锅的制备工艺，主要包括以下步骤：

按质量份数称取陶瓷锅基体原料：石英40份，高岭土20份，粘土19份，钾长石12份，硼酸4份，滑石3份，氧化铝2份；将原料按照普通陶瓷坯料制备工艺混料球磨→榨泥→练泥，制备出陶瓷坯料；然后按照陶瓷锅120mm的底部尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将陶瓷坯料放入用于制备陶瓷锅的石膏模型的底部，其中石膏模型的底部中间设计有一个大于导磁防氧化发热片的尺寸的凸台，利用滚压头和石膏模型滚压成型，模型中的陶瓷坯料在压力作用下形成底部带凹槽的陶瓷锅坯体；接着在直径90mm的镍纤维三维网络的表面包覆一层高温防氧化层并将其置放于上述陶瓷锅坯体的凹槽中，其中陶瓷锅坯体底部凹槽的尺寸大于镍纤维三维网络；最后利用陶瓷釉料把陶瓷封片和陶瓷锅坯体底部封接在一起，得到底部包含镍纤维三维网络的陶瓷锅坯体；将坯体晾干后，在其外表面涂上釉料，在120℃保温15分钟，然后按照陶瓷锅坯体普通烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1-2h，即得到本发明所述的导磁陶瓷锅。由于凹槽的尺寸大于镍纤维三维网络，在镍纤维三维网络的周边形成了永久性的空间，避免了因为镍纤维三维网络的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中开裂、炸锅的问题；另外在镍纤维三维网络表面包覆一层高温防氧化层，避免了镍纤维三维网络在烧结过程中被氧化而导致功率衰退等问题。

实施例3

一种导磁陶瓷锅的制备工艺，主要包括以下步骤：

按质量份数称取陶瓷锅基体原料：石英45份，高岭土20份，粘土18份，钾长石10份，硼酸3份，滑石2份，氧化铝2份；将原料按照普通陶瓷坯料制备工艺混料球磨→榨泥→练泥，制备出陶瓷坯料；然后按照陶瓷锅125mm的底部尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将陶瓷坯料放入用于制备陶瓷锅的石膏模型的底部，其中石膏模型的底部中间设计有一个大于导磁防氧化发热片的尺寸的凸台，利用滚压头和石膏模型滚压成型，模型中的陶瓷坯料在压力作用下形成底部带凹槽的陶瓷锅坯体；接着在直径90mm的铁磁合金和银的烧结片的表面包覆一层高温防氧化层并将其置放于上述陶瓷锅坯体的凹槽中，其中陶瓷锅坯体底部凹槽的尺寸大于铁磁合金和银的烧结片；最后利用陶瓷釉料把陶瓷封片和陶瓷锅坯体底部封接在一起，得到底部包含铁磁合金和银的烧结片的陶瓷锅坯体；将坯体晾干后，在其外表面涂上釉料，在110℃保温15分钟，然后按照陶瓷锅坯体普通烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1-2h，即得到本发明所述的导磁陶瓷锅。由于凹槽的尺寸大于铁磁合金和银的烧结片，在铁磁合金和银的烧结片的周边形成了永久性的空间，避免了因为铁磁合金和银的烧结片的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中开裂、炸锅的问题；另外在铁磁合金和银的烧结片表面包覆一层高温防氧化层，避免了铁磁合金和银的烧结片在烧结过程中被氧化而导致功率衰退等问题。

实施例4

一种导磁陶瓷锅的制备工艺，主要包括以下步骤：

按质量份数称取陶瓷锅基体原料：石英50份，高岭土17份，粘土18份，钾长石10份，硼酸2份，滑石2份，氧化铝1份；将原料按照普通陶瓷坯料制备工艺混料球磨→榨泥→练泥，制备出陶瓷坯料；然后按照陶瓷锅130mm的底部尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将陶瓷坯料放入用于制备陶瓷锅的石膏模型的底部，利用滚压头和石膏模型滚压成型，模型中的陶瓷坯料在压力作用下形成陶瓷锅坯体，按照略大于导磁防氧化发热片的尺寸在成型陶瓷坯体的底部雕刻一个凹槽；接着在直径90mm的镍金属板的表面包覆一层高温防氧化层并将其置放于上述陶瓷锅坯体的凹槽中，其中陶瓷锅坯体底部凹槽的尺寸大于镍金属板；最后利用陶瓷釉料把陶瓷封片和陶瓷锅坯体底部封接在一起，得到底部包含镍金属板的陶瓷锅坯体；将坯体晾干后，在其外表面涂上釉料，在120℃保温15分钟，然后按照陶瓷锅坯体普通烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1-2h，即得到本发明所述的导磁陶瓷锅。由于凹槽的尺寸大于镍金属板，在镍金属板的周边形成了永久性的空间，避免了因为镍金属板的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中开裂、炸锅的问题；另外在镍金属板表面包覆一层高温防氧化层，避免了镍金属板在烧结过程中被氧化而导致功率衰退等问题。

实施例5

一种导磁陶瓷锅的制备工艺，主要包括以下步骤：

按质量份数称取陶瓷锅基体原料：氧化铝80份，堇青石玻璃粉20份；将原料按照精细陶瓷坯料制备工艺加入胶黏剂后混料球磨，制备出陶瓷坯料；然后按照底部直径140mm的陶瓷锅的底部尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将陶瓷坯料放入用于制备陶瓷锅的石膏模型的底部，其中石膏模型的底部中间设计有一个大于导磁防氧化发热片的尺寸的凸台，利用滚压头和石膏模型滚压成型，模型中的陶瓷坯料在压力作用下形成底部带凹槽的陶瓷锅坯体；接着在边长100mm的、两面涂有铁磁合金和银混合物薄膜的正方形陶瓷片表面包覆一层高温防氧化层并将其置放于上述陶瓷锅坯体的凹槽中，其中陶瓷锅坯体底部凹槽的尺寸大于上述的陶瓷片；最后在晾干的陶瓷封片的上表面和陶瓷锅坯体底部分别涂上釉料，在110℃保温15分钟，然后把陶瓷封片的上表面和陶瓷锅坯体底部对正贴合，按照陶瓷锅坯体普通烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1-2h，烧结过程中釉料把陶瓷封片和陶瓷锅坯体底部紧密的接合在一起，即得到本发明所述的导磁陶瓷锅。由于凹槽的尺寸大于涂有铁磁合金和银混合物薄膜的陶瓷片，在涂有铁磁合金和银混合物薄膜的陶瓷片的周边形成了永久性的空间，避免了因为涂有铁磁合金和银混合物薄膜的陶瓷片的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中的开裂、炸锅问题；另外在所述陶瓷片表面包覆一层高温防氧化层，避免了陶瓷片在烧结过程中被氧化而导致功率衰退等问题。

实施例6

一种导磁陶瓷锅的制备工艺，主要包括以下步骤：

按质量份数称取陶瓷锅基体原料：2Y-ZrO₂ 40份、Al₂O₃ 40份、低温玻璃添加剂20份；将原料按照精细陶瓷坯料制备工艺混料球磨，制备出陶瓷坯料；然后按照150mm底部的陶瓷锅尺寸、形状、厚度等参数计算所需的陶瓷坯料量；将陶瓷坯料放入用于制备陶瓷锅的石膏模型的底部，利用滚压头和石膏模型滚压成型，模型中的陶瓷坯料在压力作用下形成陶瓷锅坯体，按照略大于导磁防氧化发热片的尺寸在成型陶瓷坯体的底部雕刻一个凹槽；接着在直径120mm的镍金属板的表面包覆一层高温防氧化层并将其置放于上述陶瓷锅坯体的凹槽中，其中陶瓷锅坯体底部凹槽的尺寸大于镍金属板；最后在晾干的陶瓷封片的上表面和陶瓷锅坯体底部分别涂上釉料，在110℃保温15分钟，然后把陶瓷封片的上表面和陶瓷锅坯体底部对正贴合，按照陶瓷锅坯体普通烧结工艺置于1250℃的辊道窑中烧结1-2h，烧结过程中釉料把陶瓷封片和陶瓷锅坯体底部紧密的接合在一起，即得到本发明所述的导磁陶瓷锅。由于凹槽的尺寸大于镍金属板，在镍金属板的周边形成了永久性的空间，避免了因为镍金属板的热膨胀系数远大于陶瓷材料而引起的导磁陶瓷锅在制备过程中或反复电磁加热使用过程中开裂、炸锅的问题；另外在镍金属板表面包覆一层高温防氧化层，避免了镍金属板在烧结过程中被氧化而导致功率衰退等问题。

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或采用其他陶瓷锅基体配方，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改进，都应涵盖在本发明的保护范围内。