CN107324770B - 一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅及其制造工艺,所述陶瓷锅包括坯体和施于坯体表面的釉层,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土30~45份、骨粉23~30份、石英粉15~25份、长石粉10~20份、膨润土8~14份、废旧碎陶瓷粉13~20份、水玻璃10~15份、石膏粉10~15份、硅粉5~10份;所述釉层由如下重量份的原料制得:高岭土10~20份、石英粉5~12份、骨粉5~8份、颜料5~15份、硅粉1~5份。采用本发明提供的原料与制造工艺制得的陶瓷锅,其具有质轻、耐磨损、耐高低温、耐腐蚀的性能,可供日常持续使用50年以上。
Description
技术领域
本发明涉及日用陶瓷制造技术领域,具体涉及一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅及其制造工艺。
背景技术
与金属锅相比,陶瓷锅加热时温度上升较慢,这样能让食物均匀且充分受热,可用于炒菜、煲汤、煎炸食物,而陶瓷锅也具有重量大,质脆易碎的弱点,且陶瓷锅表层通常具有一层提高陶瓷锅光泽、耐磨性与耐腐蚀性的釉层,日常使用过程中,若釉层被磨破,则相当于破坏了陶瓷锅的保护层,降低其耐磨性与耐腐蚀性,从而降低其使用寿命,随着生活水平的日益提高,人们对日用陶瓷锅的质量、档次要求也越来越高。
发明内容
基于以上现有技术,本发明的目的在于提供一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,其重量较轻,方便使用,且具有高耐磨性,可供日常持续使用50年以上。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,包括坯体和施于坯体表面的釉层,其特征在于,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土30~45份、骨粉23~30份、石英粉15~25份、长石粉10~20份、膨润土8~14份、废旧碎陶瓷粉13~20份、水玻璃10~15份、石膏粉10~15份、硅粉5~10份;所述釉层由如下重量份的原料制得:高岭土10~20份、石英粉5~12份、骨粉5~8份、颜料5~15份、硅粉1~5份。
作为优选,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土40份、骨粉25份、石英粉20份、长石粉14份、膨润土11份、废旧碎陶瓷粉17份、水玻璃13份、石膏粉12份、硅粉8份;所述釉层采用如下原料制造:高岭土14份、石英粉8份、骨粉6份、颜料10份、硅粉4份。
作为优选,所述废旧碎陶瓷粉的粒度为100~300微米,所述硅粉的粒度为20~200纳米,废旧碎陶瓷粉的粒度略大一些,可在保证制得陶瓷锅硬度与韧度的同时相对减少其重量,硅粉的粒度小一些,可将陶瓷中原料中构成的孔隙进行填补,从而保证陶瓷锅的硬度与耐磨性。
本发明还提供了一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,括以下步骤:
步骤1:将高岭土、骨粉、石英粉、长石粉、废旧碎陶瓷粉混合后搅拌10分钟以上形成混合均匀的陶瓷粉;
步骤2:向膨润土中加入占其重量8~15倍的水后搅拌至其完全膨胀并形成悬浮液,继续搅拌,搅拌过程中依次加入水玻璃、石膏粉以及上述步骤1中得到的陶瓷粉后得到混合泥料,将混合泥料定型得到粗坯体,之后按照硅粉:水=1:3~5的重量比将坏体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,自然阴干后进行利坯得到坯体;
步骤3:将釉层原料与占其总重量1.5~3倍的水混合后制得釉水,然后对步上述步骤2得到的坯体进行上釉并晾干,最后将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1000~1200℃烧结30~180分钟,接着在1300℃~1500℃的条件下烧结0.5~2小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅。
本发明采用原料与烧制工艺的原理为:采用高岭土、骨粉、石英粉、长石粉、废旧碎陶瓷粉、石膏粉、硅粉作为制造陶瓷坯体的主要原料,其中,废旧碎陶瓷粉是将破碎的废旧陶瓷进行研磨得到的粉末,陶瓷硬度大,研磨为粉体后,其粉体颗粒较大,使得步骤1得到的陶瓷粉内部的孔隙较大,从而在烧制得到陶瓷内部形成较大孔隙,整体降低陶瓷锅的密度。步骤1得到的陶瓷粉中的孔隙大,会使步骤2制得的泥料的粘性下降,从而容易使最终烧制得到陶瓷锅过于质脆易碎,因而步骤2中先向膨润土中加水后搅拌形成悬浮液后再加入陶瓷粉形成泥料,膨润土可使泥料的粘性增加,与后加入的水玻璃结合后则可以使泥料的粘性更大,从而增加其可塑性与韧性,之后成型后将硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,上釉晾干后在步骤3中在氮气环境下烧结过程中,陶瓷锅体中的部分硅与氮气反应生成氮化硅,氧化硅具有优良的高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、抗冷热性等性能,因而此时的陶瓷锅整体已经具有一定的高强度,接着在1300℃~1500℃的条件下烧结后即得到的质轻、耐磨损、耐高低温、耐腐蚀的陶瓷锅。
作为优选,所述步骤2中按照硅粉:水=1:4的重量比将坏体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,此比例下的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体上,即不会因水过多使其难晾干,又还会因水过少使喷镀的硅不均匀。
作优选,所述步骤3中将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1135℃烧结95分钟,此时的陶瓷锅坯体已经具备一定的硬度与耐磨度,接着在1455℃的条件下烧结1小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,此条件下得到质轻、耐磨损、耐高低温、耐腐蚀的陶瓷锅的性能最优越,其使用寿命可达50年以上。
有益效果
本发明提供一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,其有益效果如下:
(1)、重量轻、硬度高、韧性好,微米级陶瓷粉末可增加陶瓷内部的孔隙,使陶瓷的轻量相对较轻,还能使陶瓷的硬度与韧性增加,从而增加其强度与使用寿命。
(2)、耐磨损、耐腐蚀、耐高低温,坯体与釉层原料中加入纳米级硅粉,对陶瓷内部孔隙进行填补,增加其强度,烧结时,部分硅粉与氮气反应生成氮化硅,从而增加其耐磨损、耐腐蚀、耐高低温性能,最终增加其使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,包括坯体和施于坯体表面的釉层,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土30份、骨粉23份、石英粉15份、长石粉10份、膨润土8份、粒度为150微米的废旧碎陶瓷粉13份、水玻璃10份、石膏粉10~15份、粒度为80纳米的硅粉5份;所述釉层由如下重量份的原料制得:高岭土12份、石英粉5份、骨粉5份、颜料5份、硅粉2份。
本实施例还提供一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,包括以下步骤:
步骤1:将高岭土、骨粉、石英粉、长石粉、废旧碎陶瓷粉混合后搅拌10分钟形成混合均匀的陶瓷粉;
步骤2:向膨润土中加入占其重量8倍的水后搅拌至其完全膨胀并形成悬浮液,继续搅拌,搅拌过程中依次加入水玻璃、石膏粉以及上述步骤1中得到的陶瓷粉后得到混合泥料,将泥料定型得到粗坯体,之后按照硅粉:水=1:3的重量比将坏体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,自然阴干后进行利坯得到坯体;
步骤3:将釉层原料与占其总重量1.5倍的水混合后制得釉水,然后对坯体进行上釉并晾干,最后将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1200℃烧结170分钟,接着在1300℃的条件下烧结2小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅。
采用本实施例原料与工艺制得陶瓷锅,采用耐磨性测试机对其碎片进行耐磨性测试,取5个本实施例制得的陶瓷锅碎片,分别将陶瓷碎片上放置一定颗粒级配的研磨钢球、80号白刚玉和定量的去离子水或蒸馏水,按照规定的旋转速度进行旋转研磨,对已磨损的陶瓷碎片与未磨损的陶瓷碎片进行观察对比,通过是否可观察到可见磨损痕迹来评价有釉砖的耐磨性,本次测试的结果显示,陶瓷片在旋转速度从1200转开始增加,转速达到9250~9360转后开始出现磨损,其耐磨性级别为4级,符合有釉陶瓷的耐磨性试验方法标准GB/T3810.7-2006。
对本实施例制得陶瓷锅的碎片进行热稳定性测试,取5片本实施例制得陶瓷锅的碎片,置于280℃条件下保温30分钟,保温结束后取出陶瓷锅碎片并进行核算,在15s内急速投入温度为20℃的水中,浸泡10min,其中,水的重量与陶瓷锅碎片重量之比为8:1,水面高出陶瓷锅碎片25mm,取出陶瓷锅碎片用布揩干,涂上红色墨水,检查有无裂纹,24h后再复查一次,其测试结果显示,五件陶瓷碎片均无裂纹产生。
实施例2
本实施例提供一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,包括坯体和施于坯体表面的釉层,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土35份、骨粉25份、石英粉17份、长石粉12份、膨润土10份、粒度为200微米的废旧碎陶瓷粉15份、水玻璃10份、石膏粉11~15份、粒度为150纳米的硅粉6份;所述釉层由如下重量份的原料制得:高岭土15份、石英粉7份、骨粉6份、颜料5份、硅粉5份。
本实施例还提供一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,包括以下步骤:
步骤1:将高岭土、骨粉、石英粉、长石粉、废旧碎陶瓷粉混合后搅拌25分钟形成混合均匀的陶瓷粉;
步骤2:向膨润土中加入占其重量10倍的水后搅拌至其完全膨胀并形成悬浮液,继续搅拌,搅拌过程中依次加入水玻璃、石膏粉以及上述步骤1中得到的陶瓷粉后得到混合泥料,将泥料定型得到粗坯体,之后按照硅粉:水=1:3的重量比将坏体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,自然阴干后进行利坯得到坯体;
步骤3:将釉层原料与占其总重量2倍的水混合后制得釉水,然后对坯体进行上釉并晾干,最后将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1150℃烧结150分钟,接着在1300℃的条件下烧结1.5小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅。
采用本实施例原料与工艺制得陶瓷锅,采用耐磨性测试机对其碎片进行耐磨性测试,取5个本实施例制得的陶瓷锅碎片,分别将陶瓷碎片上放置一定颗粒级配的研磨钢球、80号白刚玉和定量的去离子水或蒸馏水,按照规定的旋转速度进行旋转研磨,对已磨损的陶瓷碎片与未磨损的陶瓷碎片进行观察对比,通过是否可观察到可见磨损痕迹来评价有釉砖的耐磨性,本次测试的结果显示,陶瓷片在旋转速度从1200转开始增加,转速达到9230~9310转后开始出现磨损,其耐磨性级别为4级,符合有釉陶瓷的耐磨性试验方法标准GB/T3810.7-2006。
对本实施例制得陶瓷锅的碎片进行热稳定性测试,取5片本实施例制得陶瓷锅的碎片,置于280℃条件下保温30分钟,保温结束后取出陶瓷锅碎片并进行核算,在15s内急速投入温度为20℃的水中,浸泡10分钟,其中,水的重量与陶瓷锅碎片重量之比为8:1,水面高出陶瓷锅碎片25mm,取出陶瓷锅碎片用布揩干,涂上红色墨水,检查有无裂纹,24h后再复查一次,其测试结果显示,五件陶瓷碎片均无裂纹产生。
实施例3
本实施例提供一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,包括坯体和施于坯体表面的釉层,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土40份、骨粉25份、石英粉20份、长石粉14份、膨润土11份、粒度为100微米的废旧碎陶瓷粉17份、水玻璃13份、石膏粉12份、粒度为20纳米的硅粉8份;所述釉层采用如下原料制造:高岭土16份、石英粉8份、骨粉6份、颜料7份、硅粉3份。
本实施例还提供一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,包括以下步骤:
步骤1:将高岭土、骨粉、石英粉、长石粉、废旧碎陶瓷粉混合后搅拌30分钟形成混合均匀的陶瓷粉;
步骤2:向膨润土中加入占其重量12倍的水后搅拌至其完全膨胀并形成悬浮液,继续搅拌,搅拌过程中依次加入水玻璃、石膏粉以及上述步骤1中得到的陶瓷粉后得到混合泥料,将泥料定型得到粗坯体,之后按照硅粉:水=1:4的重量比将坏体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,自然阴干后进行利坯得到坯体;
步骤3:将釉层原料与占其总重量2倍的水混合后制得釉水,然后对坯体进行上釉并晾干,最后将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1135℃烧结95分钟,接着在1455℃的条件下烧结1小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅。
采用本实施例原料与工艺制得陶瓷锅,采用耐磨性测试机对其碎片进行耐磨性测试,取5个本实施例制得的陶瓷锅碎片,分别将陶瓷碎片上放置一定颗粒级配的研磨钢球、80号白刚玉和定量的去离子水或蒸馏水,按照规定的旋转速度进行旋转研磨,对已磨损的陶瓷碎片与未磨损的陶瓷碎片进行观察对比,通过是否可观察到可见磨损痕迹来评价有釉砖的耐磨性,本次测试的结果显示,陶瓷片在旋转速度从1200转开始增加,转速达到11000~11170转后开始出现磨损,其耐磨性级别为4级,符合有釉陶瓷的耐磨性试验方法标准GB/T 3810.7-2006。
对本实施例制得陶瓷锅的碎片进行热稳定性测试,取5片本实施例制得陶瓷锅的碎片,置于280℃条件下保温30分钟,保温结束后取出陶瓷锅碎片并进行核算,在15s内急速投入温度为20℃的水中,浸泡10min,其中,水的重量与陶瓷锅碎片重量之比为8:1,水面高出陶瓷锅碎片25mm,取出陶瓷锅碎片用布揩干,涂上红色墨水,检查有无裂纹,24h后再复查一次,其测试结果显示,五件陶瓷碎片均无裂纹产生。
实施例4
本实施例提供一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,包括坯体和施于坯体表面的釉层,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土40份、骨粉27份、石英粉23份、长石粉17份、膨润土12份、粒度为250微米的废旧碎陶瓷粉17份、水玻璃13份、石膏粉13份、粒度为150纳米的硅粉9份;所述釉层采用如下原料制造:高岭土18份、石英粉9份、骨粉7份、颜料10份、硅粉4份。
本实施例还提供一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,包括以下步骤:
步骤1:将高岭土、骨粉、石英粉、长石粉、废旧碎陶瓷粉混合后搅拌35分钟形成混合均匀的陶瓷粉;
步骤2:向膨润土中加入占其重量12倍的水后搅拌至其完全膨胀并形成悬浮液,继续搅拌,搅拌过程中依次加入水玻璃、石膏粉以及上述步骤1中得到的陶瓷粉后得到混合泥料,将泥料定型得到粗坯体,之后按照硅粉:水=1:5的重量比将坏体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,自然阴干后进行利坯得到坯体;
步骤3:将釉层原料与占其总重量2.5倍的水混合后制得釉水,然后对坯体进行上釉并晾干,最后将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1100℃烧结100分钟,接着在1500℃的条件下烧结0.5小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅。
采用本实施例原料与工艺制得陶瓷锅,采用耐磨性测试机对其碎片进行耐磨性测试,取5个本实施例制得的陶瓷锅碎片,分别将陶瓷碎片上放置一定颗粒级配的研磨钢球、80号白刚玉和定量的去离子水或蒸馏水,按照规定的旋转速度进行旋转研磨,对已磨损的陶瓷碎片与未磨损的陶瓷碎片进行观察对比,通过是否可观察到可见磨损痕迹来评价有釉砖的耐磨性,本次测试的结果显示,陶瓷片在旋转速度从1200转开始增加,转速达到10050~10120转后开始出现磨损,其耐磨性级别为4级,符合有釉陶瓷的耐磨性试验方法标准GB/T 3810.7-2006。
对本实施例制得陶瓷锅的碎片进行热稳定性测试,取5片本实施例制得陶瓷锅的碎片,置于280℃条件下保温30分钟,保温结束后取出陶瓷锅碎片并进行核算,在15s内急速投入温度为20℃的水中,浸泡10min,其中,水的重量与陶瓷锅碎片重量之比为8:1,水面高出陶瓷锅碎片25mm,取出陶瓷锅碎片用布揩干,涂上红色墨水,检查有无裂纹,24h后再复查一次,其测试结果显示,五件陶瓷碎片均无裂纹产生。
实施例5
本实施例提供一种耐磨损、耐高低温的陶瓷锅,包括坯体和施于坯体表面的釉层,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土45份、骨粉30份、石英粉25份、长石粉20份、膨润土14份、粒度为300微米的废旧碎陶瓷粉20份、水玻璃15份、石膏粉15份、粒度为200纳米的硅粉10份;所述釉层由如下重量份的原料制得:高岭土20份、石英粉11份、骨粉8份、颜料13份、粒度为200纳米的硅粉5份。
本实施例还提供一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,包括以下步骤:
步骤1:将高岭土、骨粉、石英粉、长石粉、废旧碎陶瓷粉混合后搅拌35分钟形成混合均匀的陶瓷粉;
步骤2:向膨润土中加入占其重量15倍的水后搅拌至其完全膨胀并形成悬浮液,继续搅拌,搅拌过程中依次加入水玻璃、石膏粉以及上述步骤1中得到的陶瓷粉后得到混合泥料,将泥料定型得到粗坯体,之后按照硅粉:水=1:5的重量比将坏体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,自然阴干后进行利坯得到坯体;
步骤3:将釉层原料与占其总重量3倍的水混合后制得釉水,然后对坯体进行上釉并晾干,最后将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1100℃烧结40分钟,接着在1500℃的条件下烧结0.5小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅。
采用本实施例原料与工艺制得陶瓷锅,采用耐磨性测试机对其碎片进行耐磨性测试,取5个本实施例制得的陶瓷锅碎片,分别将陶瓷碎片上放置一定颗粒级配的研磨钢球、80号白刚玉和定量的去离子水或蒸馏水,按照规定的旋转速度进行旋转研磨,对已磨损的陶瓷碎片与未磨损的陶瓷碎片进行观察对比,通过是否可观察到可见磨损痕迹来评价有釉砖的耐磨性,本次测试的结果显示,陶瓷片在旋转速度从1200转开始增加,转速达到9900~10050转后开始出现磨损,其耐磨性级别为4级,符合有釉陶瓷的耐磨性试验方法标准GB/T3810.7-2006。
对本实施例制得陶瓷锅的碎片进行热稳定性测试,取5片本实施例制得陶瓷锅的碎片,置于280℃条件下保温30分钟,保温结束后取出陶瓷锅碎片并进行核算,在15s内急速投入温度为20℃的水中,浸泡10min,其中,水的重量与陶瓷锅碎片重量之比为8:1,水面高出陶瓷锅碎片25mm,取出陶瓷锅碎片用布揩干,涂上红色墨水,检查有无裂纹,24h后再复查一次,其测试结果显示,五件陶瓷碎片均无裂纹产生。
采用上述实施例1至5提供的原料与工艺得到的陶瓷片,其耐磨性测试结果与抗菌测试结果如下:
其中,陶瓷耐磨级标准为1至5级,5级最好1级最差,其判断标准如下表所示:
出现磨损的研磨转数 | 级别 |
100 | 0 |
150 | 1 |
600 | 2 |
755,1500 | 3 |
2100,6000,12000 | 4 |
>12000 | 5 |
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,包括坯体和施于坯体表面的釉层,其特征在于,所述坯体由如下重量份的原料制得:高岭土30~45份、骨粉23~30份、石英粉15~25份、长石粉10~20份、膨润土8~14份、废旧碎陶瓷粉13~20份、水玻璃10~15份、石膏粉10~15份、硅粉5~10份;所述釉层由如下重量份的原料制得:高岭土10~20份、石英粉5~12份、骨粉5~8份、颜料5~15份、硅粉1~5份;
所述废旧碎陶瓷粉的粒度为100~300微米;
所述硅粉的粒度为20~200纳米;
所述工艺包括以下步骤:
步骤1:将高岭土、骨粉、石英粉、长石粉、废旧碎陶瓷粉混合后搅拌10分钟以上形成混合均匀的陶瓷粉;
步骤2:向膨润土中加入占其重量8~15倍的水后搅拌至其完全膨胀并形成悬浮液,继续搅拌,搅拌过程中依次加入水玻璃、石膏粉以及上述步骤1中得到的陶瓷粉后得到混合泥料,将混合泥料定型得到粗坯体,之后按照硅粉:水=1:3~5的重量比将坏体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面,自然阴干后进行利坯得到坯体;
步骤3:将釉层原料与占其总重量1.5~3倍的水混合后制得釉水,然后对上述步骤2得到的坯体进行上釉并晾干,最后将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1000~1200℃烧结30~180分钟,接着在1300℃~1500℃的条件下烧结0.5~2小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅。
2.根据权利要求1所述的一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,其特征在于,所述步骤2中按照硅粉:水=1:4的重量比将坯 体原料的中的硅粉与水混合后喷镀于粗坯体内、外表面。
3.根据权利要求1所述的一种制造耐磨损、耐高低温的陶瓷锅的工艺,其特征在于,所述步骤3中将上釉晾干后的坯体置于氮气环境中,升温至1135℃烧结95分钟,接着在1455℃的条件下烧结1小时得到耐磨损、耐高低温的陶瓷锅。
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Denomination of invention: A ceramic pot with wear resistance, high and low temperature resistance and its manufacturing process Effective date of registration: 20210507 Granted publication date: 20210101 Pledgee: Industrial Commercial Bank of China Ltd. Dehua branch Pledgor: FUJIAN DEHUA HUACHEN CERAMIC Co.,Ltd. Registration number: Y2021980003325 |
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