【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷制品，具体涉及一种电磁陶瓷砂锅及其制备方法。
技术介绍
1、电磁炉是一种利用电磁感应原理对食品进行加热的常用炊具，通常而言，电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，在交变电流的作用下，设置在陶瓷板下方的线圈会产生磁场，进一步磁场内的磁力线在穿过具有铁磁性质的锅具底部时，会产生涡流，从而使得锅底迅速发热，达到加热食品的目的，因此，目前电磁炉使用的锅具都是铁磁材料制成的，例如铁、不锈钢，陶瓷锅作为绿色环保产品，化学性质稳定，不易引起化学反应，并且陶瓷锅传热快、散热慢，有效地减少了热量的散发，很小的火力即可满足烹调的需要，然而由于陶瓷材料不具有铁磁性能，因此难以应用于电磁炉中，目前的生活中陶瓷砂锅、陶瓷烧水壶，往往不能直接放置于电磁炉上使用，需要在陶瓷砂锅底部贴一层导磁膜才可以使用，或者里面放不锈钢片，如此使用十分的不方便，且导磁膜的制作过程复杂，采用贴片的方式容易出现发热效率低、结合不牢靠等问题，导致砂锅加热功率较低，使用时的功率也不稳定。
2、冷喷涂是一种表面喷涂工艺，整个过程金属粒子没有被融化，利用压缩空气加速金属粒子到临界速度(超音速)，金属粒子撞扁在基体表面并牢固附着，冷喷涂是一种金属、陶瓷喷涂工艺，但是它不同于传统热喷涂(超速火焰喷涂，等离子喷涂，爆炸喷涂等传统热喷涂)，它不需要将喷涂的金属粒子熔化，所以喷涂基体表面产生的温度不会超过150摄氏度，同时，陶瓷烧结温度在1500摄氏度以上，所以冷喷涂可以将陶瓷涂层(如氧化铝)喷涂在几乎所有基体上，但如果金属粒子没有达到超音速则无法附着，对陶瓷砂锅表面冷喷涂导磁
3、因此，研究一种加热效率高，使用稳定的电磁陶瓷砂锅具有重大的现实意义和广阔的市场前景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电磁陶瓷砂锅，在砂锅的底部设置了砂锅釉层、导磁层和保护层，陶瓷砂锅可直接放置于电磁炉上在不用任何辅助工具的情况下直接加热使用，且加热效率高，使用稳定。
2、为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
3、一种电磁陶瓷砂锅，包括砂锅本体以及砂锅釉层、导磁层和保护层；所述砂锅釉层、导磁层和保护层的厚度比为2-5：1-3：1-2；所述砂锅釉层的原料按重量份计包括：高岭土30-33份、锂辉石20-25份、锂长石1-10份、石英3-5份、火山石8-10份、高纯度银1-3份、氧化锆1-3份；所述导磁层的材料包括fe、ni、co、铁合金和不锈钢；所述保护层的原料按重量份计包括：高岭土15-20份、白云石10-15份、硅灰石5-10份、硅酸钠水玻璃5-10份、膨润土5-10份、长石3-5份、硬脂酸钙3-5份、高纯度银1-3份、氧化锌0.1-0.5份、氧化锆0.1-0.5份、氧化锶0.05-1份、氧化铈0.01-0.03份；
4、所述电磁陶瓷砂锅的制备，包括如下步骤：
5、s1. 将砂锅釉层的原料混合均匀，制备成釉浆；
6、s2. 将砂锅本体的底部打磨光滑后，对其表面淋s1制备的釉浆，自然风干后进行烧制，烧制温度1270～1350℃，烧制时间10～20h；
7、s3. 将导磁层的原料通过冷喷涂的方法在釉层表面喷涂，形成导磁层；
8、s4. 将保护层的原料混合均匀制备成釉浆，将釉浆在导磁层表面涂覆，然后烧制，烧制温度800～1000℃，烧制时间2～5h；即得。
9、本专利技术在砂锅的底部设置了砂锅釉层、导磁层和保护层，砂锅釉层调整了原料的选择，使釉层与砂锅本体结合牢固，经过烧制砂锅釉层与砂锅本体结合紧密；同时砂锅釉层加入了高纯度银，导磁层通过冷喷涂的方法，由于银的物理性质，冲蚀作用强，更容易在釉层表面形成一层致密的导磁层，可以提高砂锅与导磁层的结合强度；保护层的原料选择，硬度高，可以保护导磁层，使导磁层的使用寿命长，同时也加入了高纯度银，这三层结构的设计，导磁层结构致密，导磁性能好，釉层和保护层还加入了高纯度银，能够明显提高砂锅的加热效率，同时使用功率稳定。
10、本专利技术所述的高纯度银为98银或者99银。
11、在本专利技术中，优选地，所述冷喷涂通过工作气体将金属粉末冷喷涂在釉层表面形成导磁层，所述冷喷涂的工艺参数包括冷喷涂的喷射压力为3～5mpa，喷射温度为300～500℃，气体速度为2～3m3/min，喷射距离为20～30mm。
12、上述冷喷涂的工艺参数是专利技术人经过长期大量的实验和实践总结出来的：喷射压力过高，喷涂粉末后期难以沉积，喷射压力过低，难以达到沉积速率(沉积的临界速度)，不容易成膜；喷射温度过高，影响喷枪的使用寿命，喷射温度过低，与界面的结合力低；气体速度过高，粒子飞行速度过高，容易将原有导磁涂层冲蚀掉，后期难以沉积；气体速度过低，粉末粒子飞行速度低，导致粉末难以在锅体表面沉积；喷射距离过高，到界面时粒子的速率过低，难以沉积；喷射距离过低，到界面时粒子的速率过高，容易将原有导磁涂层冲蚀掉，后期难以沉积。
13、本专利技术在冷喷涂完上述导磁层后，测试了其孔隙率，孔隙率为0.10～0.25％，因此导磁层的结构较致密，上述工艺参数的设计获得了较好的沉积率以及致密性。
14、在本专利技术中，优选地，所述金属粉末的粒度为100～1000nm，导磁层的厚度为0.1～0.3mm，金属粉末的粒度选择有利于冷喷涂工艺形成致密的膜结构，导磁层的厚度能够形成良好的导磁性能，在电磁感应加热过程中，导磁层的致密性越好，其切割磁感线的密度上升，电磁加热的涡流效应上升，加热功率相应上升。
15、在本专利技术中，优选地，所述导磁层的fe、ni、co、铁合金和不锈钢的质量比为7-10：3-5：1-2：1-3：3-5。上述金属材料的质量配比，在不明显提高成本的同时，获得了较好的导磁性能。
16、在本专利技术中，优选地，所述砂锅釉层的厚度为0.2～0.5 mm，所述导磁层的厚度为0.1～0.3mm，所述保护层的厚度为0.1～0.2mm，釉层、导磁层以及保护层的厚度设计，综合考虑了成本以及导热效率，能够形成良好的循环，热效率高。
17、在本专利技术中，优选地，所述砂锅釉层的原料按重量份计包括：高岭土32份、锂辉石23份、锂长石7份、石英4份、火山石8份、高纯度银1份、氧化锆1份，砂锅釉层的原料选择，成分上与砂锅本体相近，热膨胀系数相近，烧制后与砂锅本体贴合紧密，同时给冷喷涂导磁层提供了平整的表面。
18、在本专利技术中，优选地，所述保护层的原料按重量份计包括：高岭土16份、白云石12份、硅灰石7份、硅酸钠水玻璃8份、膨润土6份、长石3份、硬脂酸钙4份、高纯度银2份、氧化锌0.3份、氧化锆0.2份、氧化锶0.07份、氧化铈0.02份，保护层的原料选择，烧制后整体硬度高，可以保护导磁层，且与导磁层贴合。
19、在本专利技术中，优选地，s1. 将砂锅釉层的原料混合后进行研磨，研磨20-30h至粒径为30-50μm，然后加入适量的水，混合均匀得到釉浆，釉浆真空除泡备用；所述釉浆的固含本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，包括砂锅本体以及砂锅釉层、导磁层和保护层；所述砂锅釉层、导磁层和保护层的厚度比为2-5：1-3：1-2；所述砂锅釉层的原料按重量份计包括：高岭土30-33份、锂辉石20-25份、锂长石1-10份、石英3-5份、火山石8-10份、高纯度银1-3份、氧化锆1-3份；所述导磁层的材料包括Fe、Ni、Co、铁合金和不锈钢；所述保护层的原料按重量份计包括：高岭土15-20份、白云石10-15份、硅灰石5-10份、硅酸钠水玻璃5-10份、膨润土5-10份、长石3-5份、硬脂酸钙3-5份、高纯度银1-3份、氧化锌0.1-0.5份、氧化锆0.1-0.5份、氧化锶0.05-1份、氧化铈0.01-0.03份；
2.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述冷喷涂通过工作气体将金属粉末冷喷涂在釉层表面形成导磁层，所述冷喷涂的工艺参数包括冷喷涂的喷射压力为3～5Mpa，喷射温度为300～500℃，气体速度为2～3m3/min，喷射距离为20～30mm。
3.根据权利要求2所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述金属粉末的粒度为100～10
4.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述导磁层的Fe、Ni、Co、铁合金和不锈钢的质量比为7-10：3-5：1-2：1-3：3-5。
5.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述砂锅釉层的厚度为0.2～0.5 mm，所述导磁层的厚度为0.1～0.3mm，所述保护层的厚度为0.1～0.2mm。
6.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述砂锅釉层的原料按重量份计包括：高岭土32份、锂辉石23份、锂长石7份、石英4份、火山石8份、高纯度银1份、氧化锆1份。
7.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述保护层的原料按重量份计包括：高岭土16份、白云石12份、硅灰石7份、硅酸钠水玻璃8份、膨润土6份、长石3份、硬脂酸钙4份、高纯度银2份、氧化锌0.3份、氧化锆0.2份、氧化锶0.07份、氧化铈0.02份。
8.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，S1. 将砂锅釉层的原料混合后进行研磨，研磨20-30h至粒径为30-50μm，然后加入适量的水，混合均匀得到釉浆，釉浆真空除泡备用；所述釉浆的固含量为58～62%，于砂锅本体的底部淋釉浆时，釉浆流速38～40秒，釉量700～800g/m2。
9.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，S4. 将保护层的原料混合后进行研磨，研磨10-18h至粒径为60-80μm，然后加入适量的水，混合均匀得到釉浆，釉浆真空除泡备用，所述釉浆的固含量为63～65%；对导磁层表面浸涂上述釉浆，浸渍时间3-5min；自然干燥后，进行烧制，烧制温度850℃，烧制时间4h。
10.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，S2中烧制温度是逐步升温的；第一阶段温度450℃~600℃，烧制1-2小时；然后升温至900℃~1000℃，烧制2-3小时；最后温度升至1270～1350℃，烧制7-15小时。
...【技术特征摘要】
1.一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，包括砂锅本体以及砂锅釉层、导磁层和保护层；所述砂锅釉层、导磁层和保护层的厚度比为2-5：1-3：1-2；所述砂锅釉层的原料按重量份计包括：高岭土30-33份、锂辉石20-25份、锂长石1-10份、石英3-5份、火山石8-10份、高纯度银1-3份、氧化锆1-3份；所述导磁层的材料包括fe、ni、co、铁合金和不锈钢；所述保护层的原料按重量份计包括：高岭土15-20份、白云石10-15份、硅灰石5-10份、硅酸钠水玻璃5-10份、膨润土5-10份、长石3-5份、硬脂酸钙3-5份、高纯度银1-3份、氧化锌0.1-0.5份、氧化锆0.1-0.5份、氧化锶0.05-1份、氧化铈0.01-0.03份；
2.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述冷喷涂通过工作气体将金属粉末冷喷涂在釉层表面形成导磁层，所述冷喷涂的工艺参数包括冷喷涂的喷射压力为3～5mpa，喷射温度为300～500℃，气体速度为2～3m3/min，喷射距离为20～30mm。
3.根据权利要求2所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述金属粉末的粒度为100～1000nm，导磁层的厚度为0.1～0.3mm。
4.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述导磁层的fe、ni、co、铁合金和不锈钢的质量比为7-10：3-5：1-2：1-3：3-5。
5.根据权利要求1所述一种电磁陶瓷砂锅，其特征在于，所述砂锅釉层的厚度为0.2～0.5 mm，所述导磁层的厚度为0.1～0.3mm，所述保护层的厚度为0...
【专利技术属性】
技术研发人员：林明理，
申请(专利权)人：福建省德化县瓷韵陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：
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