本發(fā)明涉及陶瓷領域，具體而言，涉及一種石墨烯紫砂復合材料及其制成的紫砂器、制備方法。
背景技術：
：隨著人們生活水平日益提高，對于生活品質的追求也日益強烈，對于健康和環(huán)保的需求也日益突顯。紫砂陶瓷歷史悠久,是一種安全的無機材料，是由含鐵較高的天然粘土制成。使用紫砂制成的茶壺、煲湯鍋、鍋鏟等器具富含天然鐵質和有益人體健康的鋅、鈣等多種微量元素，因此具有一定的保健功能，而且烹煮的食物、茶水具有獨特的好口感。另外，紫砂陶瓷器具表面超硬耐磨，耐酸堿和腐蝕性強，保溫性能好。因此此類器具一直為追求生活品質的消費者所喜愛。然而，紫砂器具因傳熱效率不高，導致烹飪食物時間過長，升溫不均，抗熱震性能不好，易發(fā)生開裂，不易清洗，制約了其市場推廣。因此對于此種材料的進一步改性，提升其實用效果，將帶來較大的市場前景。石墨烯作為一種新興碳材料，具有優(yōu)良的導熱和機械增強性能，與陶瓷材料復合可有效提高陶瓷材料的抗熱震性能和傳熱性能，降低加熱不均而產生的熱應力，提高了紫砂器具的壽命和烹飪效果。同時，進一步提高了紫砂器具的耐磨性和易清洗性。但石墨烯一類的碳材料與陶瓷材料復合時很大的一個難點在于分散，往往由于分散的不均勻導致陶瓷內部出現(xiàn)較多缺陷，從而影響陶瓷整體的力學性能和傳熱性能。有鑒于此，特提出本發(fā)明。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的第一目的在于提供一種石墨烯紫砂復合材料，所述的復合材料具有優(yōu)異的力學性能和傳熱性能，應用范圍廣，可用于制作烹飪工具、食品容器、建筑材料、電熱元件、工藝擺件等。本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的復合材料的制備方法，該方法采用分階段控溫保溫的方式，減少了材料內部的晶體缺陷和燒結分裂現(xiàn)象，提高了材料致密度。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術方案：一種石墨烯紫砂復合材料，主要由以下物質燒結而成：按重量計，紫砂坯料92～98％、石墨烯0.5～3％、活性劑0.5～2％、水玻璃1～3％；所述活性劑包括三聚磷酸鈉、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一種或多種。與現(xiàn)有技術比，上述復合材料的區(qū)別在于：通過添加一定比例的活性劑和水玻璃來提高石墨烯在紫砂坯料中的分散度，以及石墨烯與紫砂坯料粘結度，從而減少燒結過程出現(xiàn)的晶格缺陷，提高晶體致密度，保證石墨烯的優(yōu)良性能充分發(fā)揮，即有效提高紫砂材料的力學性能和傳熱性能。經驗證，以上述配方混合燒結后的材料具有以下性能：增強遠紅外功效，具有更快的傳熱速率，使得泡茶效果更加好；器皿自潔作用，石墨烯的引入能夠提升抗菌性能。本發(fā)明所述石墨烯包括石墨烯納米片層和石墨烯，進一步包括生物質石墨烯納米片層和生物質石墨烯。本發(fā)明所述的石墨烯可通過不同制備方法得到，例如機械剝離法、外延生長法、化學氣相沉淀法，石墨氧化還原法，還可以是通過對生物質資源水熱碳化法，以及現(xiàn)有技術中其它方法制備的石墨烯。但是，無論哪種方法都很難實現(xiàn)大規(guī)模制備得到嚴格意義理論上的石墨烯，例如現(xiàn)有技術制備得到的石墨烯中會存在某些雜質元素、碳元素的其它同素異形體或層數(shù)非單層甚至多層的石墨烯結構(例如3層、5層、10層、20層等)，本發(fā)明所利用的石墨烯也包括上述非嚴格意義理論上的石墨烯。所述生物質優(yōu)選為農林廢棄物和/或植物中的任意1種或至少2種的組合。所述植物優(yōu)選為針葉木和/或闊葉木中的任意1種或至少2種的組合。所述農林廢棄物優(yōu)選為玉米桿、玉米芯、高粱桿、甜菜渣、甘蔗渣、糠醛渣、木糖渣、木屑、棉稈、果殼、和蘆葦中的任意1種或至少2種的組合。所述農林廢棄物優(yōu)選為玉米芯。除了上述對生物質的列舉以外，本發(fā)明所述生物質可以是本領域技術人員能夠獲知的任何一種生物質資源，本發(fā)明不再繼續(xù)贅述。本發(fā)明所述生物質石墨烯主要指以生物質為碳源制備得到的石墨烯，具體的以生物質為碳源制備石墨烯的過程本領域已有報道，典型但非限制性的包括CN104724699A，本發(fā)明不再贅述。本發(fā)明所述的聚乙二醇、聚丙烯酰胺包括任意類型的或者任意分子量的聚合物。優(yōu)選地，所述聚乙二醇的分子量為400以上，優(yōu)選地，所述聚丙烯酰胺的分子量為2000以上；這兩種聚乙二醇和聚丙烯酰胺活化后的復合材料的傳熱性能和力學性能都很優(yōu)異。本發(fā)明所用的原料除了上文所指出的外，還可以加入部分填料或者改性劑，例如電氣石粉、鍺石粉、方解石粉、負離子粉、碳纖維、石墨、碳納米管、高嶺土、硬水鋁石、伊利石、葉臘石中的一種或多種。碳纖維、石墨、碳納米管與石墨烯具有相似的性質，可以改善材料的抗熱震性能和傳熱性能，當然，也可以加入其它的碳素材料。高嶺土、硬水鋁石、伊利石、葉臘石是陶瓷品常用的材料，雖然使用性能不及紫砂，但也可以用于本發(fā)明，用于替代部分紫砂以降低原料成本，或者改變材料的色澤。電氣石粉可以增加材料的遠紅外傳熱功效，而負離子粉具有活化營養(yǎng)物質的作用，有利于茶水中營養(yǎng)物質的釋放。另外，在選擇輔料時，應根據(jù)應用領域考慮環(huán)保、安全等因素。上述材料采用現(xiàn)有技術通用的燒結方式均可，復合材料應用的領域不同，所需的燒結條件可能會有差異。基本的制備步驟有：按照所述復合材料的配方，取所有原料，依次經過混合，球磨，熱處理，成型，脫模，無氧燒結，冷卻得到成品；下文提供一種顯著改善材料力學和傳熱性能的方法，包括下列步驟：以水或乙醇為溶劑，將紫砂坯料、石墨烯、活性劑、水玻璃加入，配成固含量在50～70％的漿料后球磨；優(yōu)選球磨10-20h；優(yōu)選的熱處理工藝為：漿料過篩、壓濾、加熱、蒸干至固含量為70～80％；優(yōu)選的無氧燒結為：先將所述半成品升溫至100-200℃并保溫20-600分鐘，然后升溫至1000-1050℃并保溫20-600分鐘，之后再升溫至1150-1200℃并保溫20-600分鐘。與現(xiàn)有技術相比，該方法的區(qū)別首先在于分低溫、中高溫、高溫三個階段保溫燒結，其次在于在無氧環(huán)境中燒結。以上區(qū)別導致本發(fā)明減少了材料內部的晶體缺陷和燒結分裂現(xiàn)象，提高了材料致密度，從而有效利用配方分散性能好的優(yōu)點，實現(xiàn)配方、工藝雙重措施改善材料性能的目的。上述的成型包括所有成型方式，而且既可以是本材料作為主體材料成型，也可以是作為涂層成型。本發(fā)明所述的每次保溫時間以20-300分鐘為較優(yōu)，以30分鐘左右為最優(yōu)。當然，該方法也可以進一步改進：優(yōu)選地，所述冷卻的方法為：先冷卻至900-800℃，然后再以5-20℃/min的速度冷卻至400-350℃，之后自然冷卻。在400℃以下(尤其是350℃以下)可以采用任意的冷卻速度，對晶格結構都不會造成破壞，而在800℃以上(尤其是900℃以上)的冷卻速度至關重要，以緩慢冷卻為宜，若冷卻不當會產生開裂，之后就可以自然冷卻，而且此時可以不用隔離氧氣，直接開爐隨爐冷卻。優(yōu)選地，在所述升溫至100-200℃并保溫20-60分鐘的步驟之后和所述升溫至1000-1050℃并保溫20-60分鐘的步驟之前還包括：升溫至400-500℃并保溫5-20分鐘。此方案增加了中低溫的燒結階段，這樣更利于晶粒的穩(wěn)定生長，減少空隙和晶界，增加密度。優(yōu)選地，每次升溫的速度為10℃/min以下。平穩(wěn)的升溫速度有利于改善晶粒結構的規(guī)則度。優(yōu)選地，所述球磨為濕磨：在固含量為50-70wt％、球料比為2-5:1的條件下球磨10h-20h，再過篩收集100-150目的物料。濕磨效率高，且不會引起揚塵、發(fā)熱等問題。并且50-70wt％、球料比為2-5:1時的研磨效率高，粒徑為100-150目時燒結效率和質量高。在具體的濕磨過程中，既可以將所有材料混合在一起濕磨，也可以分開濕磨，對于易溶于水的水玻璃可以先溶解后加入，也可以先加入后溶解，濕磨時所加的容易可以是水，也可以是乙醇，或者其它可行的溶劑，本發(fā)明對比不作限制。優(yōu)選地，所述熱處理工藝為：漿料過篩、壓濾、加熱、蒸干至固含量為70～80％；這樣可以保證在燒結過程中粒子有合適的流動性，利于晶粒規(guī)則生長。本發(fā)明所述的復合材料作為一種傳熱和力學性能突出的材料可應用于多種領域，而且既可以作為產品的主體材料，也可以作為涂層或者添加料使用。其中，以應用于電器內膽為優(yōu)，能充分發(fā)揮該材料的優(yōu)勢，具體地，一種情況是，所述內膽所述的石墨烯紫砂復合材料制得，另一種情況是，所述內膽的表面涂層由所述的石墨烯紫砂復合材料制成。當然，也可以直接用該材料做成紫砂器，例如茶壺、茶杯、煲湯罐、內膽等。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：(1)具有優(yōu)異的力學性能和傳熱性能；(2)制備方法更能發(fā)揮配方的優(yōu)勢；(3)應用廣泛。具體實施方式下面將結合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產品。制備石墨烯A：先制備纖維素：(1)將小麥秸稈粉碎預處理后，使用總酸濃為80wt％的甲酸和乙酸的有機酸液對處理后的小麥秸稈進行蒸煮，本實施例的有機酸液中乙酸與甲酸的質量比為1:12，并在加入原料前加入占小麥秸稈原料1wt％的過氧化氫(H2O2)作為催化劑，控制反應溫度120℃，反應30min，固液質量比為1:10，并將得到的反應液進行第一次固液分離；(2)將第一次固液分離得到的固體加入總酸濃為75wt％的甲酸和乙酸的有機酸液進行酸洗滌，其中上述總酸濃為75wt％的有機酸液中加入了占小麥秸稈原料8wt％的過氧化氫(H2O2)作為催化劑且乙酸與甲酸的質量比為1:12，控制溫度為90℃，洗滌時間1h，固液質量比為1:9，并將反應液進行第二次固液分離；(3)收集第一次和第二次固液分離得到的液體，于120℃，301kPa下進行高溫高壓蒸發(fā)，直至蒸干，將得到的甲酸和乙酸蒸氣冷凝回流至步驟(1)的反應釜中作為蒸煮液，用于步驟(1)的蒸煮；(4)收集第二次固液分離得到的固體，并進行水洗，控制水洗溫度為80℃，水洗漿濃為6wt％，并將得到的水洗漿進行第三次固液分離；(5)收集第三次固液分離得到的液體，進行水、酸精餾，得到的混合酸液回用于步驟(1)的反應釜中作為蒸煮液用于步驟(1)的蒸煮，得到的水回用于步驟(5)作用水洗用水；(6)收集第三次固液分離得到的固體并進行篩選得到所需的細漿纖維素。然后以上文制備的纖維素為原料制備石墨烯：(1)按質量比1:1混合纖維素和氯化亞鐵，在150℃下攪拌進行催化處理4h，干燥至前驅體水分含量10wt％，得到前驅體；(2)N2氣氛中，以3℃/min速率將前驅體升溫至170℃，保溫2h，之后程序升溫至400℃，保溫3h，之后升溫至1200℃，保溫3h后得到粗品；所述程序升溫的升溫速率為15℃/min；(3)55～65℃下，將粗品經過濃度為10％的氫氧化鈉溶液、4wt％的鹽酸酸洗后，水洗得到生物質石墨烯，記為石墨烯A。制備石墨烯B：采用公開號為CN104724696A的專利中實施例10的方法，具體為：收集秸稈，處理干凈后剪碎成小片，浸漬在乙醇溶液中，以100r/min的轉速勻速攪拌5小時；然后將溶液轉移至高速離心機中，轉速設置為3000r/min，離心時間為20分鐘，結束后取下層碎樣。常溫常壓下，將碎樣裝入直徑為15cm的細胞培養(yǎng)皿中，置于進風口處，調節(jié)流量參數(shù)，設置風速為6m/s，風量為1400m3/h，保持通風狀態(tài)12小時；管式爐升溫到1300℃，通入惰性氣體保護，保持30分鐘；將干燥后的碎樣放置于管式爐中，加熱5小時，冷卻到室溫后，得到剝離比較明顯的生物質石墨烯，記為石墨烯B。制備石墨烯C：采用公開號為CN105217621A的專利中實施例1的方法，具體為：(1)在反應器內將2g石墨粉與3g連二硫酸鉀、3g五氧化二磷和12mL濃硫酸的混合體系中反應，80℃水浴條件下攪拌4小時，至形成深藍色溶液，冷卻、抽濾、干燥后得到預氧化的石墨；(2)取步驟(1)所制得的氧化石墨2g于三頸燒瓶中，在冰水浴的條件下與150mL濃硫酸溶液，逐漸加入25g的高錳酸鉀，攪拌2小時；(3)將上述步驟(2)的三頸燒瓶轉入油浴，升溫至35℃，攪拌2小時，繼續(xù)攪拌并按照體積比例為1:15的量加入30wt％雙氧水和去離子水的混合溶液；抽濾，分別用4mL質量分數(shù)為10％的稀鹽酸和去離子水清洗1次，離心，干燥后得到第一次氧化的氧化石墨烯；(4)將步驟(3)中制備的氧化石墨烯2g再次在冰水浴的條件下與50mL的濃硫酸溶液混合于三頸燒瓶內，逐漸加入8g的KMnO4，攪拌1小時；(5)將上述步驟(4)的三頸燒瓶轉入油浴，升溫至40℃，攪拌1小時，然后繼續(xù)升溫至90℃，攪拌1小時后，繼續(xù)攪拌并按照體積比例為1:7的量加入30wt％雙氧水和去離子水的混合溶液，繼續(xù)攪拌6小時后冷卻，抽濾，分別用4mL質量分數(shù)為10％的稀鹽酸和去離子水清洗2次，離心，干燥后得到尺寸均一的氧化石墨烯，記為石墨烯C。實施例1(1)配料：準備紫砂坯料96％、石墨烯A1％、三聚磷酸鈉1％、水玻璃2％。其中將坯料、石墨烯和水玻璃進行預混合，三聚磷酸鈉單獨備用。(2)混料配好的原料采用濕球磨法進行混合，將三聚磷酸鈉溶于水中，然后將三聚磷酸鈉水溶液和預混料配成固含量60％的漿料，混合均勻后進行球磨。其中球料比為3:1，球磨時間10小時。(3)過篩、壓濾、成型球磨之后的漿料具有較好的流動性，方便過篩，目數(shù)選擇為100目。過篩后通過壓濾將固含量提高至80％，并將該泥餅陳腐一段時間。隨后進入成型、脫模工序。(4)燒結燒結過程在氮氣氛圍保護下進行。常溫～200℃需緩慢均勻升溫(平均10℃/min)，并在110℃保溫30分鐘；200～600℃平穩(wěn)升溫(平均10℃/min)，較低溫時升溫速率可略加快；600～1200℃需分階段控溫，在1050℃和1200℃各保溫30分鐘。最后，降溫冷卻階段，1200℃～800℃可正常冷卻，800℃～400℃需要控制溫度(平均5℃/min)使其緩慢冷卻防止開裂，低于400℃可撤除保護氣并正常隨爐冷卻。實施例2(1)配料：準備紫砂坯料97％、石墨烯A0.5％、聚乙二醇1.5％(分子量400)、水玻璃1％。其中將坯料、石墨烯和水玻璃進行預混合，聚乙二醇單獨備用。(2)混料配好的原料采用濕球磨法進行混合，將聚乙二醇溶于乙醇中，然后將聚乙二醇乙醇混合液和預混料配成固含量70％的漿料，隨后加入適量氨水使?jié){料整體保持pH為9的弱堿性，混合均勻后進行球磨。其中球料比為4:1，球磨時間15小時。(3)過篩、壓濾、成型球磨之后的漿料具有較好的流動性，方便過篩，目數(shù)選擇為120目。因乙醇極易揮發(fā)，過篩后可通過烘干將固含量提高至80％，隨后陳腐一段時間。隨后進入成型、脫模工序。(4)燒結燒結過程在氬氣氛圍保護下進行。常溫～150℃需緩慢均勻升溫(平均10℃/min)，并在100℃保溫30分鐘；150～600℃平穩(wěn)升溫(平均10℃/min)，較低溫時升溫速率可略加快；600～1200℃需分階段控溫，在1050℃和1200℃各保溫30分鐘。最后，降溫冷卻階段，1200℃～800℃可正常冷卻，800℃～400℃需要控制溫度(平均20℃/min)使其緩慢冷卻防止開裂，低于400℃可撤除保護氣并正常隨爐冷卻。實施例3(1)配料：準備紫砂坯料92％、石墨烯A3％、聚丙烯酸銨2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中將坯料、石墨烯和水玻璃進行預混合，聚丙烯酸銨單獨備用。(2)混料配好的原料采用濕球磨法進行混合，將聚丙烯酸銨溶于水中，然后加入適量氨水，使溶液整體pH值為9。將該溶液和預混料配成固含量50％的漿料，隨后加入適量氨水使?jié){料整體保持弱堿性，混合均勻后進行球磨。其中球料比為5:1，球磨時間20小時。(3)過篩、壓濾、成型球磨之后的漿料具有較好的流動性，方便過篩，目數(shù)選擇為150目。過篩后通過壓濾將固含量提高至80％，隨后陳腐一段時間。隨后進入成型、脫模工序。(4)燒結燒結過程在氬氣氛圍保護下進行。常溫～200℃需緩慢均勻升溫(平均10℃/min)，并在110℃保溫30分鐘；200～600℃平穩(wěn)升溫(平均10℃/min)，較低溫時升溫速率可略加快，在500℃保溫10分鐘；600～1200℃需分階段控溫，在1050℃和1200℃各保溫30分鐘。最后，降溫冷卻階段，1200℃～800℃可正常冷卻，800℃～400℃需要控制溫度(平均10℃/min)使其緩慢冷卻防止開裂，低于400℃可撤除保護氣并正常隨爐冷卻。實施例4(1)配料：準備紫砂坯料92％、石墨烯A3％、聚丙烯酸銨2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中將坯料、石墨烯和水玻璃進行預混合，聚丙烯酸銨單獨備用。(2)混料配好的原料采用濕球磨法進行混合，將聚丙烯酸銨溶于水中，然后加入適量氨水，使溶液整體pH值為9。將該溶液和預混料配成固含量50％的漿料，隨后加入適量氨水使?jié){料整體保持弱堿性，混合均勻后進行球磨。其中球料比為5:1，球磨時間20小時。(3)過篩、壓濾、成型球磨之后的漿料具有較好的流動性，方便過篩，目數(shù)選擇為150目。過篩后通過壓濾將固含量提高至80％，隨后陳腐一段時間。隨后進入成型、脫模工序。(4)燒結燒結過程在氬氣氛圍保護下進行。常溫～200℃需緩慢均勻升溫(平均10℃/min)，并在100℃保溫60分鐘；200～600℃平穩(wěn)升溫(平均10℃/min)，較低溫時升溫速率可略加快，在400℃保溫20分鐘；600～1200℃需分階段控溫，在1000℃和1150℃各保溫60分鐘。最后，降溫冷卻階段，1200℃～800℃可正常冷卻，800℃～400℃需要控制溫度(平均10℃/min)使其緩慢冷卻防止開裂，低于400℃可撤除保護氣并正常隨爐冷卻。實施例5(1)配料：準備紫砂坯料92％、石墨烯A3％、聚丙烯酸銨2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中將坯料、石墨烯和水玻璃進行預混合，聚丙烯酸銨單獨備用。(2)混料配好的原料采用濕球磨法進行混合，將聚丙烯酸銨溶于水中，然后加入適量氨水，使溶液整體pH值為9。將該溶液和預混料配成固含量50％的漿料，隨后加入適量氨水使?jié){料整體保持弱堿性，混合均勻后進行球磨。其中球料比為5:1，球磨時間20小時。(3)過篩、壓濾、成型球磨之后的漿料具有較好的流動性，方便過篩，目數(shù)選擇為150目。過篩后通過壓濾將固含量提高至80％，隨后陳腐一段時間。隨后進入成型、脫模工序。(4)燒結燒結過程在氬氣氛圍保護下進行。常溫～200℃需緩慢均勻升溫(平均10℃/min)，并在200℃保溫20分鐘；200～600℃平穩(wěn)升溫(平均10℃/min)，較低溫時升溫速率可略加快，在500℃保溫5分鐘；600～1200℃需分階段控溫，在1050℃和1200℃各保溫20分鐘。最后，降溫冷卻階段，1200℃～800℃可正常冷卻，800℃～400℃需要控制溫度(平均10℃/min)使其緩慢冷卻防止開裂，低于400℃可撤除保護氣并正常隨爐冷卻。實施例6(1)配料：準備紫砂坯料92％、石墨烯A2％、碳纖維1％、聚丙烯酸銨2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中將坯料、石墨烯和水玻璃進行預混合，聚丙烯酸銨單獨備用。(2)混料配好的原料采用濕球磨法進行混合，將聚丙烯酸銨溶于水中，然后加入適量氨水，使溶液整體pH值為9。將該溶液和預混料配成固含量50％的漿料，隨后加入適量氨水使?jié){料整體保持弱堿性，混合均勻后進行球磨。其中球料比為5:1，球磨時間20小時。(3)過篩、壓濾、成型球磨之后的漿料具有較好的流動性，方便過篩，目數(shù)選擇為150目。過篩后通過壓濾將固含量提高至80％，隨后陳腐一段時間。隨后進入成型、脫模工序。(4)燒結燒結過程在氬氣氛圍保護下進行。常溫～200℃需緩慢均勻升溫(平均10℃/min)，并在100℃保溫60分鐘；200～600℃平穩(wěn)升溫(平均10℃/min)，較低溫時升溫速率可略加快，在400℃保溫20分鐘；600～1200℃需分階段控溫，在1000℃和1150℃各保溫60分鐘。最后，降溫冷卻階段，1200℃～800℃可正常冷卻，800℃～400℃需要控制溫度(平均10℃/min)使其緩慢冷卻防止開裂，低于400℃可撤除保護氣并正常隨爐冷卻。實施例7(1)配料：準備紫砂坯料92％、石墨烯B3％、聚丙烯酸銨2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中將坯料、石墨烯和水玻璃進行預混合，聚丙烯酸銨單獨備用。(2)混料配好的原料采用濕球磨法進行混合，將聚丙烯酸銨溶于水中，然后加入適量氨水，使溶液整體pH值為9。將該溶液和預混料配成固含量50％的漿料，隨后加入適量氨水使?jié){料整體保持弱堿性，混合均勻后進行球磨。其中球料比為5:1，球磨時間20小時。(3)過篩、壓濾、成型球磨之后的漿料具有較好的流動性，方便過篩，目數(shù)選擇為150目。過篩后通過壓濾將固含量提高至80％，隨后陳腐一段時間。隨后進入成型、脫模工序。(4)燒結燒結過程在氬氣氛圍保護下進行。常溫～200℃需緩慢均勻升溫(平均10℃/min)，并在100℃保溫60分鐘；200～600℃平穩(wěn)升溫(平均10℃/min)，較低溫時升溫速率可略加快，在400℃保溫20分鐘；600～1200℃需分階段控溫，在1000℃和1150℃各保溫60分鐘。最后，降溫冷卻階段，1200℃～800℃可正常冷卻，800℃～400℃需要控制溫度(平均10℃/min)使其緩慢冷卻防止開裂，低于400℃可撤除保護氣并正常隨爐冷卻。實施例8(1)配料：準備紫砂坯料92％、石墨烯C3％、聚丙烯酸銨2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中將坯料、石墨烯和水玻璃進行預混合，聚丙烯酸銨單獨備用。(2)混料配好的原料采用濕球磨法進行混合，將聚丙烯酸銨溶于水中，然后加入適量氨水，使溶液整體pH值為9。將該溶液和預混料配成固含量50％的漿料，隨后加入適量氨水使?jié){料整體保持弱堿性，混合均勻后進行球磨。其中球料比為5:1，球磨時間20小時。(3)過篩、壓濾、成型球磨之后的漿料具有較好的流動性，方便過篩，目數(shù)選擇為150目。過篩后通過壓濾將固含量提高至80％，隨后陳腐一段時間。隨后進入成型、脫模工序。(4)燒結燒結過程在氬氣氛圍保護下進行。常溫～200℃需緩慢均勻升溫(平均10℃/min)，并在100℃保溫60分鐘；200～600℃平穩(wěn)升溫(平均10℃/min)，較低溫時升溫速率可略加快，在400℃保溫20分鐘；600～1200℃需分階段控溫，在1000℃和1150℃各保溫60分鐘。最后，降溫冷卻階段，1200℃～800℃可正常冷卻，800℃～400℃需要控制溫度(平均10℃/min)使其緩慢冷卻防止開裂，低于400℃可撤除保護氣并正常隨爐冷卻。測試以上實施例所得產品的質量，并與現(xiàn)有技術作對照，結果如表1：表1產品質量熱導率吸水率實施例12.9W/mk1.7％實施例22.7W/mk1.2％實施例33.4W/mk2.4％實施例43.3W/mk2.6％實施例53.5W/mk2.3％實施例63.2W/mk1.9％實施例72.5W/mk3.1％實施例82.3W/mk5.2％對照1.8W/mk8.6％對照組：對照組數(shù)據(jù)采自江西理工大學李孝馀本科畢業(yè)論文:《紫砂陶導熱性能研究》。由表1可知，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明在導熱性上有顯著優(yōu)勢，導熱率高，其傳熱效率高。另外，由于紫砂產品的吸水率越小，說明其致密性越好，會帶來強度上的提高，所以由表1數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的強度顯著高于對照組。盡管已用具體實施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內的所有這些變化和修改。當前第1頁1 2 3