[发明专利]一种燃气灶用双层耐高温远红外陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种燃气灶用双层耐高温远红外陶瓷材料的制备方法，属于陶瓷材料技术领域。本发明远红外陶瓷材料分为内层和外层两个部分，通过将石墨作为远红外陶瓷材料内层的掺杂成分提高远红外陶瓷材料内层的导热能力，以氧化锆为主要成分的远红外陶瓷材料外层具备一定的高温抗氧化能力，稀土金属提高陶瓷电阻率和高温强度，本发明的远红外陶瓷材料为双层结构，内层为与燃气灶加热明火直接相连的导热层，外层为发热层，覆盖保护石墨等高导热性物质不被氧化，起到粘结和驱赶空气的作用，避免发热外层孔隙中空气急剧膨胀发生爆炸，并利用碳化硅和膨润土互相填充的协同作用，使制得的远红外陶瓷材料在超高温下具有高机械强度，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明公开了一种燃气灶用双层耐高温远红外陶瓷材料的制备方法，属于陶瓷材料技术领域。

背景技术

远红外线是国外著名科学家赫歇尔在一次科学实验中发现的，他发现在太阳的可见光线以外存在着一种神奇的光线，人的肉眼无法看见这种光线，但它的物理特性与可见光线极为相似，有着明显的热辐射。远红外陶瓷是新型陶瓷的一个分支，由多种成分经科学配比烧制而成，能够辐射远特定波长的红外线光波，广泛应用于燃油节能、运动训练康复、空气净化、人体保健等领域。与传统陶瓷采用氧化硅、氧化铝等高岭土成分组成的普通陶瓷不同，远红外陶瓷是以20余种无机化合物及微量金属或特定的天然矿石分别以不同的比例配合，再经1200～1600℃高温煅烧而成，能辐射出特定波长远红外线的特种陶瓷材料。远红外陶瓷材料可以分为红外激光材料、红外透射材料和红外辐射材料。其核心技术是原料的选择、配方的比例以及陶瓷的烧结。

远红外陶瓷以能够辐射出比正常物体更多的远红外线（红外辐射率更高）为主要特征功能。利用这一特殊性能，远红外陶瓷的应用主要分为2个方面：高温区的应用和常温区的应用。在高温区主要应用于锅炉的加热，烤漆，木材、食品的加热和干燥等；在常温区主要应用于制造各种远红外保暖材料，如远红外陶瓷粉、远红外陶瓷纤维、远红外陶瓷聚酯，以及远红外功能陶瓷等。

市场上销售的家用燃气灶，分为直燃式燃气灶和红外线燃气灶。直燃式燃气灶所占的市场份额很大，红外线燃气灶所占的份额很小。现有远红外陶瓷板用在燃气灶上容易风化，导热性差，局部引起高温，容易炸裂，带来较大的安全隐患，长时间高温工作时容易氧化而使内部结构粉化。

铁尾矿是一种复合矿物原料，除含有少量金属外，还含有石英、辉石、长石、角闪石等。而以石英、长石、硬质高岭土为主要原料烧制成的陶瓷具有发射远红外线的作用。稀土元素具有独有的特性。因4f轨道电子容易激发，从而使稀土元素的配位产生可变性，其4f轨道的电子可起到“剩余原子价”的作用。将稀土元素添加到陶瓷配料中，一方面可通过形成固溶体，使陶瓷晶格产生畸变；另一方面，稀土元素可以储存电子和氧，改变其它元素的化合价态。现有专利公开了一种远红外陶瓷材料及其制造方法，通过添加稀土元素，增强硅氧键的振动，进而提高远红外的发射能力；还有专利公开了常温下具有抗衰老功能的宽频红外陶瓷材料及其制备方法，将复合而成的氧化镨钕添加到陶瓷配方中，使得烧结后的红外陶瓷辐射材料的晶体结构内部的自由载流子带内跃迁或电子从杂质能级到导带的直接跃迁，而产生2～6μm波段的常温红外光子辐射。

因此，发明一种导热性好且耐高温性好的远红外陶瓷材料对陶瓷材料技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前远红外陶瓷应用于红外线燃气灶时导热性差，局部引起高温，容易炸裂破碎，带来较大的安全隐患，长时间高温工作时容易氧化而使内部结构粉化的缺陷，提供了一种燃气灶用双层耐高温远红外陶瓷材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种燃气灶用双层耐高温远红外陶瓷材料的制备方法为：

（1）将发热外层浆料和导热内层浆料分层注入带有封层边界的模具中，分层边界板是厚度为4～5mm的镍铬铁合金板，再将模具置于等静压烧结炉中真空预烧，得到真空预烧陶瓷素坯；