本發(fā)明屬于陶瓷材料領(lǐng)域，具體涉及一種電飯煲陶瓷的內(nèi)膽的制備方法。

背景技術(shù)：

電飯煲是大眾的必須日用品，目前市場(chǎng)上的電飯煲內(nèi)膽主要采用鋁合金材料。鋁合金材料具有質(zhì)量輕、熱傳導(dǎo)性好等優(yōu)點(diǎn)，采用各種涂覆技術(shù)后還能不粘鍋。但由于機(jī)械作用易使得涂層的化學(xué)材料或鋁元素進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成危害。如將陶瓷內(nèi)膽應(yīng)用于電飯煲中取代普通的鋁合金內(nèi)膽，可克服鋁膽易粘鍋、不易刷洗、鋁元素對(duì)人體有害等一系列缺點(diǎn)。然而陶瓷內(nèi)膽也存在一些劣勢(shì)，加熱慢，導(dǎo)熱率低，傳熱不均，常發(fā)生煮飯半生不熟的問題。因此，研究一種傳熱效率高，節(jié)能降耗，使用壽命長(zhǎng)的陶瓷內(nèi)膽迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電飯煲陶瓷的內(nèi)膽的制備方法，該方法制得的陶瓷內(nèi)膽熱傳導(dǎo)率高，大大節(jié)省能耗。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是電飯煲陶瓷的內(nèi)膽的制備方法，包括以下步驟：

1)稱取以下重量份的原料：氮化鋁50～70份、y2o31～2份、la2o32～3份、sio210～15份、b2o310～20份、納米batio31～1.5份；

2)將上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻，充填入模型中，在1400～1500℃的高溫熔塊爐熔化，倒入模具中成型，即得陶瓷內(nèi)膽。

氮化鋁燒結(jié)溫度高達(dá)2000℃，難以燒結(jié)致密，晶體中存在大量氣孔，導(dǎo)致熱導(dǎo)率較低，僅為66.74w/m·k。為了降低燒結(jié)溫度，提高晶體致密度，必須向其中加入助溶劑，氧化釔和氧化鑭是常用的助溶劑，y2o3、la2o3與氮化鋁粉體表面的al2o3反應(yīng)生成alyo3、al2y4o9和al5y3o12等釔鋁酸鹽相和鑭鋁酸鹽，能夠在較低溫條件下形成液相，潤(rùn)濕氮化鋁晶粒，從而有效促進(jìn)氮化鋁陶瓷的致密燒結(jié)。另一方面助溶劑與氮化鋁晶格中的氧雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成第二相，使氧雜質(zhì)由晶粒內(nèi)部向晶界遷移，使晶格凈化，從而提高熱導(dǎo)率。

sio2與氮化鋁結(jié)構(gòu)相似，能夠形成陶瓷的骨架。si-o鍵鍵力強(qiáng)，骨架完整，熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性能好。

b2o3具有較小的表面張力和低的彈性模數(shù)，因而有利于促進(jìn)熔體的流動(dòng)性，提高陶瓷的光澤度、細(xì)膩度和彈性。還具有熔點(diǎn)低，發(fā)揮助溶劑的作用。

氮化鋁在燒結(jié)初期，質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散能力弱，形成的晶核難以長(zhǎng)大，納米batio3在燒結(jié)后期分解的ba²⁺、ti⁴⁺和o^2-通過擴(kuò)散遷移到氮化鋁晶核表面，顆粒邊界的表面能很大，在這種驅(qū)動(dòng)力作用下，小粒子會(huì)逐漸擴(kuò)散、熔合形成大的粒子，從而降低了表面能，小晶粒和大晶粒界面間存在過剩表面能，成為燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)小晶粒內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)能越過晶界向大晶粒內(nèi)部擴(kuò)散，引起晶界移動(dòng)，使大晶粒進(jìn)一步長(zhǎng)大，并伴隨著小晶粒的兼并和消失，而且也降低了氮化鋁的燒結(jié)溫度。

納米batio3分解的ba²⁺、ti⁴⁺和o^2-的粒子遷移可帶動(dòng)其他助劑與氮化鋁晶體表面的氧化鋁粉體反應(yīng)生成的第二相遷移至氮化鋁晶界三角處時(shí)，減少氮化鋁熱傳導(dǎo)散射，從而提高熱傳導(dǎo)率。

納米batio3的添加量?jī)H為1～1.5份，過多會(huì)導(dǎo)致ba²⁺、ti⁴⁺和o^2-覆蓋氮化鋁晶粒，阻止晶粒長(zhǎng)大；過少會(huì)造成表面驅(qū)動(dòng)力不足，影響氮化鋁顆粒長(zhǎng)大，而且生成的第二相也將無法擴(kuò)散到晶界三角處，而是停留在晶界處，導(dǎo)致陶瓷內(nèi)膽熱傳導(dǎo)率大大降低。

上述氮化鋁是采用al2o3粉末與炭黑粉末經(jīng)過球磨混合，在流動(dòng)的氮?dú)鈿夥罩幸匝趸}為催化劑，在1500～1700℃下反應(yīng)生成；反應(yīng)完成后，在700～800℃的干燥空氣中進(jìn)行脫碳處理。

上述al2o3粉末中陽離子雜質(zhì)含量≤0.02％，其中硅和鐵雜質(zhì)的含量百分比均＜0.001％。

上述炭黑粉末的平均粒度為35～40nm，比表面積≤90m²/g。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1)本發(fā)明的陶瓷的燒制溫度可降低至1400～1500℃，燒結(jié)致密，氣孔少，使得陶瓷晶格在振動(dòng)過程中不容易遇到氣孔，振動(dòng)不會(huì)瞬間減弱，避免產(chǎn)生湮沒效應(yīng)，確保平均自由程基本不變，從而保證其熱傳導(dǎo)性能。

2)本發(fā)明的陶瓷燒結(jié)達(dá)到致密時(shí)，氮化鋁晶粒較大，其晶界相應(yīng)較小，在晶格振動(dòng)過程中，晶界會(huì)對(duì)振動(dòng)產(chǎn)生極小的散射，從而增加熱傳導(dǎo)性能。

3)本發(fā)明添加的其他助劑與氮化鋁分體表面的氧化鋁粉體反應(yīng)生成的第二相位于氮化鋁晶界三角處時(shí)，其與氮化鋁晶格振動(dòng)的相干減弱效應(yīng)顯著降低，其熱傳導(dǎo)性能大幅提高。

具體實(shí)施方式

以下具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

以下百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。

實(shí)施例1

1)所述氮化鋁是采用al2o3粉末與炭黑粉末經(jīng)過球磨混合，在流動(dòng)的氮?dú)鈿夥罩幸匝趸}為催化劑，在1500℃下反應(yīng)生成；反應(yīng)完成后，在700℃的干燥空氣中進(jìn)行脫碳處理。所述al2o3粉末中陽離子雜質(zhì)含量≤0.02％，其中硅和鐵雜質(zhì)的含量百分比均＜0.001％；所述炭黑粉末的平均粒度為35nm，比表面積≤90m²/g；

2)稱取以下重量份的原料：氮化鋁50份、y2o31份、la2o32份、sio210份、b2o310份、納米batio31份；

3)將上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻，充填入模型中，在1400℃的高溫熔塊爐熔化，倒入模具中成型，即得陶瓷內(nèi)膽。檢測(cè)其熱傳導(dǎo)率為316.18w/m·k。

實(shí)施例2

1)所述氮化鋁是采用al2o3粉末與炭黑粉末經(jīng)過球磨混合，在流動(dòng)的氮?dú)鈿夥罩幸匝趸}為催化劑，在1700℃下反應(yīng)生成；反應(yīng)完成后，在800℃的干燥空氣中進(jìn)行脫碳處理；所述al2o3粉末中陽離子雜質(zhì)含量≤0.02％，其中硅和鐵雜質(zhì)的含量百分比均＜0.001％；所述炭黑粉末的平均粒度為40nm，比表面積≤90m²/g。

2)稱取以下重量份的原料：氮化鋁70份、y2o32份、la2o33份、sio215份、b2o320份、納米batio31.5份；

3)將上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻，充填入模型中，在1500℃的高溫熔塊爐熔化，倒入模具中成型，即得陶瓷內(nèi)膽。檢測(cè)其熱傳導(dǎo)率為324.15w/m·k。

實(shí)施例3

1)所述氮化鋁是采用al2o3粉末與炭黑粉末經(jīng)過球磨混合，在流動(dòng)的氮?dú)鈿夥罩幸匝趸}為催化劑，在1600℃下反應(yīng)生成；反應(yīng)完成后，在750℃的干燥空氣中進(jìn)行脫碳處理；所述al2o3粉末中陽離子雜質(zhì)含量≤0.02％，其中硅和鐵雜質(zhì)的含量百分比均＜0.001％；所述炭黑粉末的平均粒度為35～40nm，比表面積≤90m²/g；

2)稱取以下重量份的原料：氮化鋁60份、y2o31.5份、la2o32.5份、sio213份、b2o315份、納米batio31.2份；

3)將上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻，充填入模型中，在1450℃的高溫熔塊爐熔化，倒入模具中成型，即得陶瓷內(nèi)膽。檢測(cè)其熱傳導(dǎo)率為335.30w/m·k。

實(shí)施例4

1)所述氮化鋁是采用al2o3粉末與炭黑粉末經(jīng)過球磨混合，在流動(dòng)的氮?dú)鈿夥罩幸匝趸}為催化劑，在1500℃下反應(yīng)生成；反應(yīng)完成后，在800℃的干燥空氣中進(jìn)行脫碳處理；所述al2o3粉末中陽離子雜質(zhì)含量≤0.02％，其中硅和鐵雜質(zhì)的含量百分比均＜0.001％；所述炭黑粉末的平均粒度為35nm，比表面積≤90m²/g。

2)稱取以下重量份的原料：氮化鋁70份、y2o31份、la2o33份、sio210份、b2o320份、納米batio31.5份；

3)將上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻，充填入模型中，在1400℃的高溫熔塊爐熔化，倒入模具中成型，即得陶瓷內(nèi)膽。檢測(cè)其熱傳導(dǎo)率為326.73w/m·k。