CN102515730B - 一种超低膨胀陶瓷锅具及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料；所述陶瓷坯体由主料和析晶剂组成；所述主料按重量百分比其组成为：透锂长石10～50％、锂辉石10～50％、高岭土25～40％、石英2～15％、煅烧滑石2～5％；优选方案为，透锂长石40～50％、锂辉石10～20％、高岭土30～35％、石英2～6％、煅烧滑石2～5％；所述析晶剂按重量百分比为所述主料的0.2～0.8％。本发明还公开了上述超低膨胀陶瓷锅具的制造方法。本发明陶瓷锅具具有优异的抗急冷急热性和超低热膨胀系数，从而显著提高了产品的使用性能和稳定性；同时制造工艺简单，稳定重复性好，适合于产业化生产，有利于促进陶瓷炊具的应用和发展。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种烹调用陶瓷锅具。
背景技术
锅具是烹调中最为常用的炊具，炒锅的使用更为普遍。由于炒锅是在高温和急冷急热状态下使用，因此迄今为止炒锅的材质一般都为铁质。然而，铁质炒锅保温性能很差，烹调味道也不鲜美；而且容易生锈，长期使用会对人体肝脏产生危害。为此，现有技术也有在锅的表面喷涂一些有机涂料以防止生锈，但使用效果并不好，而且不可避免地会造成二次污染。
为解决上述问题，现有技术也开发了陶瓷材质的炒锅。陶瓷锅具有良好的保温性能、烹调味道鲜美，而且环保、耐腐蚀。为适应炒锅的烹饪环境和要求，现有技术陶瓷材质的炒锅，通常采用普通的低膨胀陶瓷材料制成，可以耐650℃～20℃热交换而不裂，但其热膨胀系数较大(α＝2.6×10-6/℃)，使得胎体吸水率较高，强度不高，容易炸裂，使用寿命不长，因而难以推广和应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有优异的抗急冷急热性以及超低热膨胀系数的陶瓷锅具，以显著提高产品的使用性能和稳定性，促进陶瓷炊具的应用和发展。本发明的另一目的在于提供上述超低膨胀陶瓷锅具的制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料；所述陶瓷坯体由主料和析晶剂组成；所述主料按重量百分比其组成为：透锂长石10～50％、锂辉石10～50％、高岭土25～40％、石英2～15％、煅烧滑石2～5％；优选方案为，透锂长石40～50％、锂辉石10～20％、高岭土30～35％、石英2～6％、煅烧滑石2～5％；所述析晶剂按重量百分比为所述主料的0.2～0.8％。进一步地，所述析晶剂为金属氧化物，为Ta2O5、Nb2O5、FeO、GeO2、La2O3、CeO2中的一种或几种组合。
本发明陶瓷坯体使用透锂长石和锂辉石，保证了陶瓷胎体具有低膨胀系数，尤其是引入析晶剂，在析晶过程中析出低膨胀系数的纳米锂霞石晶体，使得陶瓷坯体热膨胀系数更加低，并大大提高了瓷胎的强度。同时使用了具有高可塑性的高岭土，保证了坯料的成型性能和坯体强度，有利于成形大型的炒锅。
上述方案中，本发明所述釉料按重量百分比含有以下物料：透锂长石10～60％、锂辉石10～60％、高岭土5～10％、石英2～10％、煅烧滑石2～5％、碳酸钡4～8％、煅烧氧化锌3～6％。此外，还可加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为所述釉料物料的4～10％。本发明配制了膨胀系数更加低的釉料，使得坯釉结合良好，坯釉间的应力减小，有效提高了抗热震性能。
本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的上述超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：所述陶瓷坯体各组分混合磨细后，经脱水、炼泥、成型干燥后得到陶瓷坯体；施釉后于隧道窑高温烧制，烧成温度为1330～1350℃，其中1150℃温度时保温45～60分钟，最高温度下保温60～120分钟，烧成周期为8～18小时。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明显著降低了产品的热膨胀系数(α≤1×10-6/℃)，提高了瓷胎的强度。坯釉结合良好，坯釉间的应力减小，大大提高了产品的抗热震性能，具有优异的抗急冷急热性，可以承受800℃～20℃热交换而不炸裂，可适应爆炒，遇急火、干烧后加冷水也不炸裂，安全可靠，使用寿命长。
(2)本发明产品经高温烧制而成，耐腐蚀，不会污染食物，能够保证食物的原汁原味；无毒无害，铅镉溶出量为零。而且保温性能优良，可节约燃料成本10～15％。
(3)制造工艺简单，稳定重复性好，适合于产业化生产，有利于促进陶瓷炊具的应用和发展。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例一：
本实施例超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料。
其陶瓷坯体的主料按重量百分比为：透锂长石48％、锂辉石10％、高岭土35％、石英5％、煅烧滑石2％。另坯体加入析晶剂Ta2O5，其用量按重量百分比为上述坯体主料总量的0.2％。
其釉料按重量百分比含有：透锂长石55％、锂辉石20％、高岭土6％、石英8％、煅烧滑石2％、碳酸钡6％、氧化锌3％。另加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为上述釉料物料总量的4％。
本实施例超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：
(1)将上述陶瓷坯体各组分混合，经球磨18小时混合磨细(细度为250目筛余0.6％)；然后经过脱水、真空炼泥处理、成型干燥、修坯补水成合格陶瓷坯体，待施釉；
(2)将上述釉料各组分混合，经球磨36小时混合磨细(细度为250目筛余0.06％)；然后过筛除铁制成釉料；
(3)在备好的陶瓷坯体上施釉，施釉厚度约为0.3mm；然后在液化气隧道窑中高温氧化烧结，烧成温度为1330℃，其中1150℃温度时保温45分钟，最高温度下保温100分钟，烧成周期为16小时。
本实施例产品热膨胀系数α(20-800℃)＝0.68×10-6/℃，急冷急热性能800℃～20℃水热交换不裂，抗热震性能高。
实施例二：
本实施例超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料。
其陶瓷坯体的主料按重量百分比为：透锂长石10％、锂辉石48％、高岭土35％、石英5％、煅烧滑石2％。另坯体加入析晶剂GeO2，其用量按重量百分比为上述坯体主料总量的0.4％。
其釉料按重量百分比含有：透锂长石53％、锂辉石20％、高岭土9％、石英5％、煅烧滑石2％、碳酸钡6％、氧化锌5％。另加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为上述釉料物料总量的6％。
本实施例超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：
(1)将上述陶瓷坯体各组分混合，经球磨18小时混合磨细(细度为250目筛余0.6％)；然后经过脱水、真空炼泥处理、成型干燥、修坯补水成合格陶瓷坯体，待施釉；
(2)将上述釉料各组分混合，经球磨36小时混合磨细(细度为250目筛余0.06％)；然后过筛除铁制成釉料；
(3)在备好的陶瓷坯体上施釉，施釉厚度约为0.3mm；然后在液化气隧道窑中高温氧化烧结，烧成温度为1340℃，其中1150℃温度时保温45分钟，最高温度下保温80分钟，烧成周期为14小时。
本实施例产品热膨胀系数α(20-800℃)＝0.72×10-6/℃，急冷急热性能800℃～20℃水热交换不裂，抗热震性能高。
实施例三：
本实施例超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料。
其陶瓷坯体的主料按重量百分比为：透锂长石50％、锂辉石10％、高岭土35％、石英3％、煅烧滑石2％。另坯体加入析晶剂Nb2O5，其用量按重量百分比为上述坯体主料总量的0.6％。
其釉料按重量百分比含有：透锂长石20％、锂辉石55％、高岭土8％、石英5％、煅烧滑石2％、碳酸钡6％、氧化锌4％。另加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为上述釉料物料总量的7％。
本实施例超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：
(1)将上述陶瓷坯体各组分混合，经球磨18小时混合磨细(细度为250目筛余0.6％)；然后经过脱水、真空炼泥处理、成型干燥、修坯补水成合格陶瓷坯体，待施釉；
(2)将上述釉料各组分混合，经球磨33小时混合磨细(细度为250目筛余0.06％)；然后过筛除铁制成釉料；
(3)在备好的陶瓷坯体上施釉，施釉厚度约为0.3mm；然后在液化气隧道窑中高温氧化烧结，烧成温度为1350℃，其中1150℃温度时保温60分钟，最高温度下保温60分钟，烧成周期为10小时。
本实施例产品热膨胀系数α(20-800℃)＝0.78×10-6/℃，急冷急热性能800℃～20℃水热交换不裂，抗热震性能高。
实施例四：
本实施例超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料。
其陶瓷坯体的主料按重量百分比为：透锂长石45％、锂辉石17％、高岭土32％、石英3％、煅烧滑石3％。另坯体加入由Nb2O5、GeO2、CeO2和La2O3按等重量比混合而成的析晶剂，析晶剂的用量按重量百分比为上述坯体主料总量的0.8％。
其釉料按重量百分比含有：透锂长石50％、锂辉石26％、高岭土10％、石英3％、煅烧滑石2％、碳酸钡6％、氧化锌3％。另加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为上述釉料物料总量的6％。
本实施例超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：
(1)将上述陶瓷坯体各组分混合，经球磨16小时混合磨细(细度为250目筛余0.6％)；然后经过脱水、真空炼泥处理、成型干燥、修坯补水成合格陶瓷坯体，待施釉；
(2)将上述釉料各组分混合，经球磨40小时混合磨细(细度为250目筛余0.06％)；然后过筛除铁制成釉料；
(3)在备好的陶瓷坯体上施釉，施釉厚度约为0.3mm；然后在液化气隧道窑中高温氧化烧结，烧成温度为1350℃，其中1150℃温度时保温50分钟，最高温度下保温80分钟，烧成周期为12小时。
本实施例产品热膨胀系数α(20-800℃)＝0.76×10-6/℃，急冷急热性能800℃～20℃水热交换不裂，抗热震性能高。
实施例五：
本实施例超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料。
其陶瓷坯体的主料按重量百分比为：透锂长石47％、锂辉石15％、高岭土32％、石英4％、煅烧滑石2％。另坯体加入由GeO2、La2O3和CeO2按等重量比混合而成的析晶剂，析晶剂的用量按重量百分比为上述坯体主料总量的0.6％，各为坯体物料总量的0.2％。
其釉料按重量百分比含有：透锂长石60％、锂辉石13％、高岭土10％、石英6％、煅烧滑石3％、碳酸钡4％、氧化锌4％。另加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为上述釉料物料总量的6％。
本实施例超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：
(1)将上述陶瓷坯体各组分混合，经球磨16小时混合磨细(细度为250目筛余0.6％)；然后经过脱水、真空炼泥处理、成型干燥、修坯补水成合格陶瓷坯体，待施釉；
(2)将上述釉料各组分混合，经球磨34小时混合磨细(细度为250目筛余0.06％)；然后过筛除铁制成釉料；
(3)在备好的陶瓷坯体上施釉，施釉厚度约为0.3mm；然后在液化气隧道窑中高温氧化烧结，烧成温度为1340℃，其中1150℃温度时保温45分钟，最高温度下保温120分钟，烧成周期为8小时。
本实施例产品热膨胀系数α(20-800℃)＝0.74×10-6/℃，急冷急热性能800℃～20℃水热交换不裂，抗热震性能高。
实施例六：
本实施例超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料。
其陶瓷坯体的主料按重量百分比为：透锂长石48％、锂辉石13％、高岭土30％、石英6％、煅烧滑石3％。另坯体加入析晶剂FeO，其用量按重量百分比为上述坯体主料总量的0.2％。
其釉料按重量百分比含有：透锂长石53％、锂辉石20％、高岭土9％、石英5％、煅烧滑石3％、碳酸钡6％、氧化锌4％。另加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为上述釉料物料总量的6％。
本实施例超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：
(1)将上述陶瓷坯体各组分混合，经球磨15小时混合磨细(细度为250目筛余0.6％)；然后经过脱水、真空炼泥处理、成型干燥、修坯补水成合格陶瓷坯体，待施釉；
(2)将上述釉料各组分混合，经球磨35小时混合磨细(细度为250目筛余0.06％)；然后过筛除铁制成釉料；
(3)在备好的陶瓷坯体上施釉，施釉厚度约为0.3mm；然后在液化气隧道窑中高温氧化烧结，烧成温度为1340℃，其中1150℃温度时保温55分钟，最高温度下保温80分钟，烧成周期为18小时。
本实施例产品热膨胀系数α(20-800℃)＝0.88×10-6/℃，急冷急热性能800℃～20℃水热交换不裂，抗热震性能高。
实施例七：
本实施例超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料。
其陶瓷坯体的主料按重量百分比为：透锂长石47％、锂辉石14％、高岭土30％、石英5％、煅烧滑石4％。另坯体加入析晶剂CeO2，其用量按重量百分比为上述坯体主料总量的0.2％。
其釉料按重量百分比含有：透锂长石58％、锂辉石15％、高岭土10％、石英3％、煅烧滑石3％、碳酸钡6％、氧化锌5％。另加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为上述釉料物料总量的6％。
本实施例超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：
(1)将上述陶瓷坯体各组分混合，经球磨18小时混合磨细(细度为250目筛余0.6％)；然后经过脱水、真空炼泥处理、成型干燥、修坯补水成合格陶瓷坯体，待施釉；
(2)将上述釉料各组分组成混合，经球磨34小时混合磨细(细度为250目筛余0.06％)；然后过筛除铁制成釉料；
(3)在备好的陶瓷坯体上施釉，施釉厚度约为0.3mm；然后在液化气隧道窑中高温氧化烧结，烧成温度为1340℃，其中1150℃温度时保温45分钟，最高温度下保温70分钟，烧成周期为16小时。
本实施例产品热膨胀系数α(20-800℃)＝0.80×10-6/℃，急冷急热性能800℃～20℃水热交换不裂，抗热震性能高。
实施例八：
本实施例超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料。
其陶瓷坯体的主料按重量百分比为：透锂长石44％、锂辉石16％、高岭土33％、石英2％、煅烧滑石5％。另坯体加入析晶剂La2O3，其用量按重量百分比为上述坯体主料总量的0.2％。
其釉料按重量百分比含有：透锂长石50％、锂辉石24％、高岭土10％、石英3％、煅烧滑石3％、碳酸钡6％、氧化锌4％。另加入硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为上述釉料物料总量的8％。
本实施例超低膨胀陶瓷锅具的制造方法如下：
(1)将上述陶瓷坯体各组分混合，经球磨17小时混合磨细(细度为250目筛余0.6％)；然后经过脱水、真空炼泥处理、成型干燥、修坯补水成合格陶瓷坯体，待施釉；
(2)将上述釉料各组分混合，经球磨36小时混合磨细(细度为250目筛余0.06％)；然后过筛除铁制成釉料；
(3)在备好的陶瓷坯体上施釉，施釉厚度约为0.3mm；然后在液化气隧道窑中高温氧化烧结，烧成温度为1330℃，其中1150℃温度时保温45分钟，最高温度下保温80分钟，烧成周期为18小时。
本实施例产品热膨胀系数α(20-800℃)＝0.90×10-6/℃，急冷急热性能800℃～20℃水热交换不裂，抗热震性能高。
Claims (4)
1.一种超低膨胀陶瓷锅具，包括陶瓷坯体和施于表面的釉料；其特征在于：所述陶瓷坯体由主料和析晶剂组成；所述主料按重量百分比其组成为：透锂长石10～50%、锂辉石10～50%、高岭土25～40%、石英2～15%、煅烧滑石2～5%；所述析晶剂为Ta2O5、Nb2O5、FeO、GeO2、La2O3、CeO2中的一种或几种组合，其用量按重量百分比为所述主料的0.2～0.8%；所述釉料按重量百分比含有以下物料：透锂长石10～60%、锂辉石10～60%、高岭土5～10%、石英2～10%、煅烧滑石2～5%、碳酸钡4～8%、煅烧氧化锌3～6%。
2.根据权利要求1所述的超低膨胀陶瓷锅具，其特征在于：所述主料按重量百分比其组成为：透锂长石40～50%、锂辉石10～20%、高岭土30～35%、石英2～6%、煅烧滑石2～5%。
3.根据权利要求1所述的超低膨胀陶瓷锅具，其特征在于：所述釉料含有硅酸锆或陶瓷色料，其用量按重量百分比为所述釉料物料的4～10%。
4.权利要求1-3之一所述超低膨胀陶瓷锅具的制造方法，其特征在于：所述陶瓷坯体各组分混合磨细后，经脱水、炼泥、成型干燥后得到陶瓷坯体；施釉后于隧道窑高温烧制，烧成温度为1330～1350℃，其中1150℃温度时保温45～60分钟，最高温度下保温60～120分钟，烧成周期为8～18小时。
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