本发明涉及一种石墨碳材料的制备工艺及应用该工艺的电饭煲内胆。
背景技术：
日常家庭使用的电饭煲内胆，主要是由铝、铁、不锈钢等金属材质制成的, 其在加热烹制食物时很容易出现粘锅、糊锅的问题，所以厂家在生产时都在金属内胆表面进行喷涂不粘涂料，但这样一来，使用时间长后表面喷涂层很容易出现脱落及掉色现象，这样对内胆的使用寿命及对人体健康方面都带来不利的影响。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种石墨碳材料的制备工艺及应用该工艺的电饭煲内胆。
本发明采用的技术方案是：一种石墨碳材料的制备工艺，包括以下步骤：
a、磨粉，将一定比例的焦煤和石墨分别通过磨粉机进行磨粉；
b、混料，将上述磨粉后的原料进行混料处理；
c、细磨，对完成混料后的混合物进一步细磨；
d、压制，将完成细磨后的混合物放入定型好的模具内进行压制成型；
e、培烧, 将压制成型的混合物进行焙烧至固化定型；
f、石墨化，将焙烧后的混合物经过自然降温的过程，再加温使其墨化。
在步骤a中，焦煤和石墨的比例是：焦煤70%、石墨30%，所述焦煤选用挥发分在19.6～44.0%范围内的标准煤。
在步骤a中，所述磨粉是将所述焦煤颗粒粒径研磨至75微米以下，将石墨颗粒研磨至90～95%可通过200目筛。
在步骤b中，所述混料处理是将经过磨粉后的原料在混料机上进行混料，混料时间45～60分钟。
在步骤c中，所述细磨采用微粉磨机进行，所述微粉磨机的进料口直径为0.5米，所述微粉磨机控制进料速度在1.5公斤/分钟、进口压力在0.7兆帕的条件下对完成混料后的混合物进行细磨并将其粒径研磨成8～12微米。
在步骤d中，所述压制成型的模压压力采用30～155兆帕。
在步骤e中，所述焙烧需在惰性气体的保护下进行。
在步骤e中，所述焙烧需在升温速率控制在45℃/分钟的条件下加热到1300℃，并保温30～45天。
在步骤f中，所述加温是将经过焙烧后的混合物以110℃/h的升温速度加热至2800℃。
一种应用所述工艺的电饭煲内胆，其制作材料为焦煤和石墨，所述电饭煲内胆通过步骤a～步骤f制造而成，在步骤d中，所述模具的形状设置为电饭煲内胆的形状。
本发明有益效果：本发明采用特殊工艺制成的石墨碳，具有密度小、重量轻、灰分低、抗压性能好，使其制造的石墨碳电饭煲内胆重量轻，强度高，同时热传导率较高，传热快，受热均匀。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明石墨碳材料的制备工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种石墨碳材料的制备工艺，其制作步骤包括：a、磨粉，将一定比例的焦煤和石墨分别通过磨粉机进行磨粉；
b、混料，将上述磨粉后的原料进行混料处理；
c、细磨，对完成混料后的混合物进一步细磨；
d、压制，将完成细磨后的混合物放入定型好的模具内进行压制成型；
e、培烧, 将压制成型的混合物进行焙烧至固化定型；
f、石墨化，将焙烧后的混合物经过自然降温的过程，再加温使其墨化。
我们知道石墨材料是由碳原子构成，属于无机非金属材料但具有金属的诸多优异特性，经过高温烧制以后结构相当稳定，不会与任何东西互相粘连，具有很好的热传导性和导电性、耐高温和极强的耐腐蚀性，虽然石墨制品在日本、韩国被广泛的用于制造生活日用品行业，但是中国作为世界主要的石墨材料出口国，却对石墨材料在日常生活中的利用和推广却极少。因此，开发一种健康环保同时拥有金属特性的导电性和热传导性都优异的石墨碳内胆是有很重要意义的。
在步骤a中，焦煤和石墨的比例是：焦煤70%、石墨30%，这个比例是经过多次试验得出来的最优比例，这种比例做出来的胚体电阻率、胚体硬度、极限破坏应力等参数值达到最优，焦煤选用挥发分在19.6～44.0%范围内的标准煤，该焦煤热稳定性好，抗碎强度高，耐磨性也好。
选好原料后，通过磨粉机将焦煤颗粒粒径研磨至75微米以下，将石墨颗粒研磨至90～95%可通过200目筛，该工艺需要先磨粉之后才能进行下一步细磨，这是很多行业通用的做法，这是为了保证磨粉质量好，不会出现颗粒有大有小不均匀的情况，颗粒大小差异过大会导致后续工序中因为受热不均匀而引起空洞的现象，颗粒大小差异过大还会影响胚体成型后的电阻率、热传导性等方面。
然后将经过磨粉后的原料在混料机上进行混料，混料时间45～60分钟，保证焦煤颗粒和石墨颗粒能够进行充分混合。
下一步，对完成混料的焦煤和石墨混合物进一步细磨，细磨采用微粉磨机进行，该微粉磨机的进料口直径为0.5米，微粉磨机控制进料速度在1.5公斤/分钟、进口压力在0.7兆帕的条件下对完成混料的混合物进行细磨并将其粒径研磨成8～12微米，粒径大小为8～12微米范围内的颗粒混合物之间结合会更加紧密，良品率较高，不会出现因为产品表面不均匀和产生斜孔而导致胚体结构强度不足的情况，如果颗粒粒径较大，后工序加工时会出现胚体表面有起磷和剥层现象，从而影响产品质量。
然后将完成细磨后的混合物放入定型好的模具内进行压制成型，模压压力采用30～155兆帕，压制成型后的制品内应力低，且翘曲变形也很小，性能较稳定，表面光洁，无需二次修饰。
接着将压制成型的混合物在惰性气体的保护下进行焙烧且加热到1300℃，控制升温速率控制在45℃/分钟并保温30～45天，在惰性气体的作用下防止混合物在高温情况下与外界发生化学反应，控制升温速率是为了避免因为升温过程太快造成胚件产生裂纹的情况，在1300℃下保温30～45天能够使胚件充分固化定型。
最后将焙烧后的半成品以110℃/h的升温速度加热至2800℃，使其石墨化，2800℃是石墨化的最适宜温度，低于2800℃胚体则无法实现石墨化。
一种应用上述述工艺的电饭煲内胆，其制作材料为焦煤和石墨，该电饭煲内胆由上述实施方式制造而成，上述压制成型中模具的形状设置为电饭煲内胆的形状。
上述压制成型中模具形状的设置并不限定于电饭煲内胆的形状，根据需求设计成其它形状亦可。
通过上述制程制作而成的电饭煲内胆，其具体参数是：热膨胀系数3.5 * 10-6/K、横向破坏应力45 MPa、极限抗拉强度28 MPa、杨式模量13 GPa、热传导率140 W/m·K。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。