专利名称：多孔远红外陶瓷材料和双层远红外陶瓷板的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种多孔远红外陶瓷材料和双层远红外陶瓷板的制备方法。
背景技术：
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。在大的家电超市根本没有红外线燃气灶销售，只有直燃式燃气灶销售。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。具我了解红外线燃气灶的燃效率比直燃式燃气灶至少要高 20%，节能效果明显；红外线燃气灶的燃气燃烧所产生的有害气体要比直燃式燃气灶少，是环保型燃气灶。红外线燃气灶的价格也不比直燃式燃气灶贵多少。为什么红外线燃气灶的销售量那么少？究其原因是因为燃气灶的燃烧器上的远红外陶瓷板的质量不过关。专利申请CN92100843指出按照专利ZL90102915的原料混合后塑性差，烧结后与原坯大相径庭、成铁渣状。专利申请92100843添加了氧化铁、氧化铬和氧化钴等金属氧化物，粘土的添加量也增加了许多。专利ZL91100557.9添加了氧化铝、滑石粉和碳酸镁。添加上述原料后混合后塑性增强，烧结后也不会变形；但和红外线的发射率降低，陶瓷板风化速度加快和陶瓷板很脆、易碎，加热变红的陶瓷板遇水很容易炸裂。陶瓷板风化后表面会一层层剥落。专利200610035401. 6指出使用多孔远红外陶瓷板的燃烧器采用完全一次预混空气燃烧方式。由引射器通过燃气压力自然引射进入燃烧器腔内，其由引射器自然引射的一次空气一般占全部所需理论空气量的105 110% ；并经完全充分的混合，在多孔燃烧辐射板的表面进行燃烧。它的燃烧基本上无可见火焰，所以又称为‘无火焰燃烧方式’。红外线燃烧技术热效率高，可节能20%以上。完全预混如此多的空气，出现回火时肯定会发生爆炸。物质燃烧的火焰分为内焰和外焰；内焰是我们平时见到的红色火焰、是不充分燃烧游离出来碳微粒被烧红，和我们平时见到的蓝色火焰、是充分燃烧产生的一氧化碳。外焰则是被烧红的碳微粒与空气进一步接触或一氧化碳与空气进一步接触，燃烧产生的几乎看不见的火焰。现实生活中不存在‘无火焰燃烧’，我们所见到的‘无火焰燃烧’都是假像；例如煤油汽灯的燃烧，它是在汽灯内部现进行一次不充分的燃烧，分解出来的可燃气体或碳微粒穿过烧红的碳网后与空气接触进行第二次燃烧。所以经过一次燃烧就出现‘无火焰燃烧’是不现实的。该专利制作多孔远红外陶瓷板的工艺是将具有远红外功能的原料倒入加热熔解的石蜡熔液中，搅拌均勻后放入模具中热压成型。将成型的坯料放入脱蜡炉中，加热脱蜡。最后将脱蜡的坯料放入隧道窑中烧成成品。这样做工艺烦琐，使用大量的工业石蜡，脱蜡后的坯料很容易破碎。烧成后孔隙太小，燃气燃烧时气体流通困难。
发明内容
本发明可以克服现有远红外陶瓷板用在燃气灶上容易风化，容易炸裂，容易破碎的缺陷；以及制作过程中坯料塑性差，制作工艺烦琐和多孔远红外陶瓷板烧成后孔隙太小的缺陷。
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本发明的多孔远红外陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下1)往具有远红外功能的原料中添加质量百分含量占原料质量5 30%金属或合金粉末，将混有金属粉末或合金粉末(例如不锈钢粉末、铜合金粉末、铝合金粉末或锌粉末、其中的一种或几种)的上述混合物球磨、均勻混合。2、往步骤1)取得的混合物中添加质量百分含量占混合物质量5 30%经过筛选的焦炭粉末，然后混合均勻。3)将可溶于水的盐(例如芒硝)做为引导剂。 将具有粘性的可溶于水的有机物做为粘结剂(例如聚乙烯醇)溶于水中。粘结剂的加入量占水的质量百分含量的1 20%;再往上述溶液中加入少量的引导剂，搅拌1 2小时。4) 将步骤幻所得混合物放入步骤幻所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成或可塑成型成各种形状；在空气中于60 80°C烘1 12小时，然后于120烘对 48小时。5)将步骤4)所得坯料放在隧道窑中烧成，烧成温度1200 1400°C，烧成周期为20 36小时。本发明中添加的金属粉末或合金粉末，例如含镍铬的铁合金也就是我们通常说的不锈钢，它在400°C远红外陶瓷板发出红外线光时仍然具有抗氧化性；铜合金、铝合金机金属锌都具有很好的抗氧化性。这些添加在远红外多孔陶瓷中的金属粉末或合金粉末在温度达到1300°C之前，熔化成液体；这些金属液体就像胶水一样把具有远红外陶瓷材料粘合在一起，冷却后坚固无比。因此，不会有现有远红外陶瓷板那样因长期使用而风化，表面一层层地剥落的现象发生。如果我们把用粘土来粘合远红外陶瓷材料比做，‘用粘土和泥来砌砖墙’；那么用金属液体来粘合远红外陶瓷材料就可以比做，‘用水泥来砌砖墙’、坚固无比。 添加来金属粉末或合金粉末烧成的远红外陶瓷板的热传导性能增强，即使在加热烧红时被溅到少量水也不会爆裂。加热的玻璃或陶瓷溅到水很容易爆裂；那是因为玻璃或陶瓷的导热性差，被加热的玻璃或陶瓷局部剧烈降温收缩造成的。添加金属粉末或合金粉末，就可以减少往远红外陶瓷原料中添加粘土的量；从而使远红外陶瓷板产生红外线的效率提高和减少因远红外陶瓷板风化而造成的一层层脱落的现象发生。使用焦炭粉末作为造孔剂，是因为焦炭的纯度和硬度高；焦炭粉末的比重与远红外陶瓷原料相近，容易均勻地混合在一起； 焦炭粉末不像木炭或纤维那样容易吸收水份膨胀，在坯料烘干过程中坯料容易爆裂变形 用焦炭粉末做为造孔剂时，我们可以根据需要制造出不同孔径的孔隙和不同密度的孔隙的远红外多孔陶瓷材料。粘结剂的作用是使远红外陶瓷原料的泥浆塑性增强。引导剂的作用是增强粘结剂和远红外陶瓷原料对水的亲和力，使泥浆中的水、粘结剂机远红外陶瓷原料能够均勻地混合在一起。粘结剂的粘度不能太强，否则会影响泥浆的练泥过程。要使用环保的粘结剂。将制成的坯料直接放入隧道窑中烧制(不像用石蜡做为造孔剂，制作远红外多孔陶瓷材料那样烦琐。)，随着温度的升高首先是粘结剂分解并燃烧，产生的空隙做为焦炭燃烧的烟气通道；然后是焦炭的燃烧，焦炭在高温下可以有效保护远红外陶瓷原料中的金属粉末或合金粉末不被氧化。本发明的双层远红外陶瓷板的制备方法，具体步骤如下1)往具有远红外功能的原料中添加质量百分含量占原料质量5 30%金属粉末或合金粉末，将混有金属粉末或合金粉末(不锈钢粉末、铜合金粉末、铝合金粉末或锌粉末)的混合物球磨、均勻混合。2)往步骤1)取得的混合物中添加质量百分含量占混合物质量5 30%经过筛选的焦炭粉末造孔剂，然后混合均勻。3)将可溶于水的盐(例如芒硝)做为引导剂，将具有粘性的可溶于水的有机物(例如聚乙烯醇)做为粘结剂，把粘结剂溶于水中，粘结剂的加入量占水的质量百分含量的1 20%，然后将少量的引导剂放入上述溶液中，搅拌1 2小时。4)将步骤1)所得混合物放入步骤幻所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成中央有一圆孔的蜂窝状圆板坯料。幻将步骤幻所得混合物放入步骤幻所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成与步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料的尺寸相同的实心圆板坯料。6)用步骤4)中的泥料做支撑柱把两块步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料或者两块步骤幻所得的实心圆板坯料或者一块步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料与一块步骤5)所得的实心圆板坯料平行地隔离开来，也就是在两块坯料之间的靠近圆板的外边缘和靠近中央圆孔的内边缘各有一圈用步骤4)所得泥料制成的相互独立的支撑柱。7)将步骤6)所得坯料放在隧道窑中烧成，烧成温度1200 1400°C，烧成周期为20 36小时。双层远红外陶瓷板被制成上表面凸凹不平双层凹面板。 双层远红外陶瓷板的上层板较薄。我们使用具有双层远红外陶瓷板的燃气灶时打开燃气灶的气阀，燃气从喷嘴喷入引射管，再进入混气室内与一同从引射管进来的空气充分混合。与空气充分混合的燃气从下层远红外陶瓷板的微孔中出来，被装在中央圆孔、点火针伸入夹层的电子脉冲点火针打出的火花点燃。双层远红外陶瓷板的支撑柱之间的空隙是燃气在夹层燃烧的上进风，支持燃气在夹层燃烧。装在中央圆孔上并伸入夹层的离子火焰探测针测得火已点着，就可以停止点火。在双层远红外陶瓷板夹层中燃气的燃烧产生大量的热量，加热上层远红外陶瓷板。燃气在夹层中的燃烧是不充分燃烧，会产生一些一氧化碳等小分子可燃物。这些小分子可燃物穿过上层远红外陶瓷板的微孔，与上面的空气接触进行‘无火焰的第二次燃烧’。 铁锅的锅底可以直接与凸凹不平的上远红外陶瓷板接触，而不影响残余可燃物在上远红外陶瓷板表面的燃烧。燃气灶上的第二次燃烧十分充分，产生的一氧化碳、氮氧化物及其他有害气体降至最低。铁锅的锅底直接与烧红的上远红外陶瓷板接触，可以提高热传导效率；使燃气燃烧产生的热量可以得到充分利用。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步具体详细的说明。图1是本发明的双层远红外陶瓷板的外观图。图2是装有本发明的双层远红外陶瓷板的燃烧器的俯视图。图3是装有本发明的双层远红外陶瓷板的燃烧器的剖面图。
具体实施例方式实例1(1)往具有远红外功能的原料中添加质量百分含量占原料质量5 30%黄铜粉末，将混有黄铜粉末的混合物球磨、均勻混合。( 往步骤(1)取得的混合物中添加质量百分含量占混合物质量5 30%经过筛选的焦炭粉末，然后混合均勻。( 将粘结剂聚乙烯醇溶于水中，聚乙烯醇的加入量占水的质量百分含量的1 20%，然后将少量的引导剂芒硝放入聚乙烯醇水溶液中，搅拌1 2小时。(4)将步骤( 所得混合物放入步骤C3)所得溶液中，经练泥、陈腐后的泥料塑性很好。将制备好的泥料压制成或可塑成型成各种形状， 然后烘干。( 将步骤(4)所得坯料放在隧道窑中烧成，烧成温度1200 1400°C，烧成周期为20 36小时。烧结后的成品未变形。烧成的远红外多孔陶瓷板用在红外线燃气灶上，往烧红的远红外多孔陶瓷板的局部浇少量水，远红外多孔陶瓷板并没有炸开、也没有裂痕；不到一分钟被浇水的地方，又串出火苗。把烧成的远红外多孔陶瓷板往水泥地板上摔， 没有被摔碎。用小铁棍敲击烧成的远红外多孔陶瓷板，则发出清脆金属声，不再是沉闷的陶瓷声。实例2、本发明的双层远红外陶瓷板1的制备方法，具体步骤如下1)往具有远红外功能的原料中添加质量百分含量占原料质量5 30%黄铜粉末，将混有黄铜粉末的混合物球磨、均勻混合。幻往步骤1)取得的混合物中添加质量百分含量占混合物质量5 30%经过筛选的焦炭粉末造孔剂，然后混合均勻。幻将可溶于水的芒硝做为引导剂，将具有粘性的可溶于水的聚乙烯醇做为粘结剂，把聚乙烯醇溶于水中，聚乙烯醇的加入量占水的质量百分含量的1 20%，然后将少量的芒硝放入上述溶液中，搅拌1 2小时。4)将步骤1)所得混合物放入步骤幻所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成中央有一圆孔的蜂窝状圆板坯料。 5)将步骤幻所得混合物放入步骤幻所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成与步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料的尺寸相同的实心圆板坯料。6)用步骤4)中的泥料做支撑柱把两块步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料或者两块步骤幻所得的实心圆板坯料或者一块步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料与一块步骤5)所得的实心圆板坯料平行地隔离开来，也就是在两块坯料之间的靠近圆板的外边缘和靠近中央圆孔的内边缘各有一圈用步骤4)所得泥料制成相互独立的支撑柱。7)将步骤6)所得坯料放在隧道窑中烧成，烧成温度1200 1400°C，烧成周期为20 36小时。双层远红外陶瓷板1被制成上表面凸凹不平双层凹面板。双层远红外陶瓷板1的上层板较薄。我们使用具有双层远红外陶瓷板1的燃气灶时打开燃气灶的气阀，燃气从喷嘴4 喷入引射管3，再进入混气室2内与一同从引射管3进来的空气充分混合。与空气充分混合的燃气从下层远红外陶瓷板的微孔中出来，被装在中央圆孔、点火针伸入夹层的电子脉冲点火针5打出的火花点燃。双层远红外陶瓷板1的支撑柱之间的空隙是燃气在夹层燃烧的上进风，支持燃气在夹层燃烧。装在中央圆孔上并伸入夹层的离子火焰探测针6测得火已点着，就可以停止点火。在双层远红外陶瓷板1夹层中燃气的燃烧产生大量的热量，加热上层远红外陶瓷板。燃气在夹层中的燃烧是不充分燃烧，会产生一些一氧化碳等小分子可燃物。这些小分子可燃物穿过上层远红外陶瓷板的微孔，与上面的空气接触进行‘无火焰的第二次燃烧’。铁锅的锅底可以直接与凸凹不平的上远红外陶瓷板接触，而不影响残余可燃物在上远红外陶瓷板表面的燃烧。燃气灶上的第二次燃烧十分充分，产生的一氧化碳、氮氧化物及其他有害气体降至最低。铁锅的锅底直接与烧红的上远红外陶瓷板接触，可以提高热传导效率；使燃气燃烧产生的热量可以得到充分利用。
权利要求
1.一种多孔远红外陶瓷材料的制备方法，其特征主要在于具体步骤如下1)往具有远红外功能的原料中添加质量百分含量占原料质量5 30%金属粉末或合金粉末，将混有金属粉末或合金粉末的混合物球磨、均勻混合；2)往步骤1)取得的混合物中添加质量百分含量占混合物质量5 30%经过筛选的焦炭粉末造孔剂，然后混合均勻；3)将可溶于水的盐做为引导剂，将具有粘性的可溶于水的有机物做为粘结剂，把粘结剂溶于水中，粘结剂的加入量占水的质量百分含量的1 20%，然后将少量的引导剂放入上述溶液中，搅拌1 2小时；4)将步骤幻所得混合物放入步骤幻所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成或可塑成型成各种形状；在空气中于60 80°C烘1 12小时，然后于120烘对 48小时；5)将步骤4)所得坯料放在隧道窑中烧成，烧成温度1200 1400°C，烧成周期为20 36小时。
2.一种双层远红外陶瓷板的制备方法，其特征主要在于具体步骤如下1)往具有远红外功能的原料中添加质量百分含量占原料质量5 30%金属粉末或合金粉末，将混有金属粉末或合金粉末的混合物球磨、均勻混合；2)往步骤1)取得的混合物中添加质量百分含量占混合物质量5 30%经过筛选的焦炭粉末造孔剂，然后混合均勻；3)将可溶于水的盐做为引导剂，将具有粘性的可溶于水的有机物做为粘结剂，把粘结剂溶于水中，粘结剂的加入量占水的质量百分含量的1 20%，然后将少量的引导剂放入上述溶液中，搅拌1 2小时；4)将步骤1)所得混合物放入步骤幻所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成中央有一圆孔的蜂窝状圆板坯料；5)将步骤幻所得混合物放入步骤幻所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成与步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料的尺寸相同的实心圆板坯料；6)用步骤4)中的泥料做支撑柱把两块步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料或者两块步骤 5)所得的实心圆板坯料或者一块步骤4)所得的蜂窝状圆板坯料与一块步骤幻所得的实心圆板坯料平行地隔离开来，也就是在两块坯料之间的靠近圆板的外边缘和靠近中央圆孔的内边缘各有一圈，用步骤4)所得泥料制成的相互独立的支撑柱；7)将步骤6)所得坯料放在隧道窑中烧成，烧成温度1200 1400°C，烧成周期为20 36小时。
3.根据权利要求1或2所述多孔远红外陶瓷材料和双层远红外陶瓷板的制备方法， 其特征在于所述金属粉末或合金粉末是镍铬铁合金粉末、铜合金粉末、铝合金粉末或锌粉末。
4.根据权利要求1或2所述多孔远红外陶瓷和双层远红外陶瓷板的制备方法，其特征在于所述引导剂是芒硝。
5.根据权利要求1或2所述多孔远红外陶瓷和双层远红外陶瓷板的制备方法，其特征在于所述粘结剂是聚乙烯醇。
6.根据权利要求2—种双层远红外陶瓷板的制备方法，其特征在于所述双层远红外陶瓷板被制成上表面凸凹不平双层凹面板。
7.根据权利要求2 —种双层远红外陶瓷板的制备方法，其特征在于所述双层远红外陶瓷板的上层板较薄。
全文摘要
本发明公开了多孔远红外陶瓷材料和双层远红外线陶瓷板的制备方法，具体步骤如下(1)往具有远红外功能的原料中添加金属粉末或合金粉末，然后球磨、均匀混合。(2)往步骤(1)取得的混合物中添加焦炭粉末，并混合均匀。(3)将具有粘性的可溶于水的有机物溶于水中，然后将少量的可溶性盐放入上述溶液中，搅拌均匀。(4)将步骤(2)所得混合物放入步骤(3)所得溶液中，经练泥、陈腐后，压制成或可塑成型成各种形状，并烘干。(5)将步骤(4)所得坯料放在隧道窑中烧结而成。此法生产出来的远红外多孔陶瓷材料具有强度高，表面不易爆裂和风化。生产过程简单等特点。制成的双层远红外陶瓷板装在燃气灶上，可以实现‘无火焰燃烧’。锅底可与燃烧器表面直接接触受热。
文档编号C04B38/00GK102173851SQ201110028780
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者张英华 申请人:张英华