[發明專利]具有磁熱效應的復合涂層材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510041548.5
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN104774040A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 曹小松
• 申請（專利權）人: 曹小松
• 主分類號: C04B41/89
• 分類號: C04B41/89;C04B35/10;C04B35/26;C04B35/14
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技術領域

本發明涉及具有磁熱效應的復合涂層材料，該涂層材料與陶瓷件具有良好的結合性。

背景技術

陶瓷材料不導電不導磁，無法在電磁加熱設備上使用，為此現有技術采用在陶瓷材料中涂覆涂層或者在陶瓷材料中混入導磁質金屬或金屬氧化物的方式，增加陶瓷材料在交變磁場中的熱效應。應用此方法時，混入材料的電阻率、磁導率以及與陶瓷材料的熱結合性，是必須著重關注的。

200910115840.1公開了一種金屬釉層，該金屬釉層由鋁鋰銀鈦的合金組成，除了金屬與陶瓷材料的結合性外，金屬作為釉層，耐磨性是值得懷疑的。

201010172342.3公開了電磁灶用陶瓷鍋的制造方法，該電磁灶用陶瓷鍋包括鍋體和鐵膜層，所述鍋體包括0.1-0.6?份氧化鋰、2-5?份氧化鋁、3-4.5?份氧化硅和0.3-0.5?份氧化鎂。該鍋體具有熱穩定性好、遇急火和高溫均不易炸裂等優點。該案說明了用氫還原法制備鐵膜層的方法，但是鐵膜層用于電磁灶是已知的。

201010219058.7公開一種電磁感應陶瓷炊具，包括陶瓷炊具本體、金屬層、保護層。金屬層可以是鎳鐵銀的一種，保護層可以是二氧化硅的釉層。該案認為通過熔融方式涂覆金屬層，可以增強金屬層與陶瓷本體的結合性，二氧化硅可以降低金屬層的氧化和磨損。除此之外，200310103236.X、?200810073959.2、200710061691.6以及201010160131.8也提出了類似的方案，只是金屬層的組成和粘接方式有略微差別。實際上，金屬單質或者金屬合金與現有的陶瓷主成分氧化鋁、氧化鋰的熱膨脹系數差別較大，易脫落或爆裂。

200710100759.7公開了一種陶瓷烹調炊具，該炊具包括陶瓷本體和復合涂層，而復合涂層又由輻射涂層、發熱涂層以及反射涂層組成。其中輻射涂層以過渡金屬氧化物為主原料，發熱涂層以金屬銀鐵鈷鎳為主原料，反射層以六鈦酸鉀晶須為主原料。每一涂層內均附加與本體原料為主的溶劑，該溶劑有助于涂層材料為結合，同時讓整體膨脹系數趨于一致。該案中，復合涂覆層及其溶劑成分可以作為本案的參考，雖然其多層涂覆的目的是提高熱效率。

除了涂覆金屬層外，也有在陶瓷材料中直接添加鐵磁質材料的技術方案。201010594254.2涉及一種可磁化陶瓷的制備方法，它是在非磁性陶瓷粉料中摻入可磁化物質，制備可磁化的陶瓷制品。該案說明，可磁化物質在可磁化陶瓷制品中的含量(5～80)wt%，該比例實際上囊括了所有的磁性陶瓷制品，所該范圍的所有實施例中，陶瓷材料與可磁化物質均具有良好的結合性是有待考證的。該可以適用的可磁化物質種類繁多，涉及鐵氧化物、鐵鈷鎳錳合金以及相關礦石。根據其實施例，礦石中含有鋅鍶鋇等元素，但是鋅鍶鋇在陶瓷中的作用沒有公開。

201210313966.1公開了鐵素體陶瓷組合物，該組合物以銅鐵錳鎳鋅及其氧化物為主原料。該陶瓷組合物主要用于制備電子元器件，其對導電率與電阻率的考量與電磁加熱設備的陶瓷件不同。但是該案指出金屬與其氧化物在電熱狀態下的結合穩定性。

鑒于此，有必要進一步改進現有技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種復合涂層材料，應用于電磁加熱設備，該復合涂層材料具有良好的磁熱效率和均一的熱膨脹系數。

一種具有磁熱效應的復合涂層，其特征在于，由基層、基層、發熱層以及面層組成，按重量百分比計，所述基層由氧化鋁24%~26%、氧化鋰3%~4%、氧化鈣7%~8%、氧化鎂8%~11%、氧化鋇4%~5%、助熔劑14%~19%以及余量的氧化硅組成，所述基層由氧化鋁12%~18%、氧化鈣7%~8%、氧化鋅11%~13%、氧化鋇4%~5%、鐵氧化合物14%~17%、助熔劑14%~23%以及余量的氧化硅組成，所述發熱層由氧化鋁12%~18%、氧化鋅11%~13%、鐵基混合物共16%~30%、銀45%~46%、助熔劑8%~20%組成，所述面層由氧化鋁21%~26%、氧化硅28%~40%、氧化鈣7%~8%、氧化鎂7%~9%、鐵氧化合物22%~23%、氧化鋅16%~28%、、助熔劑8%~20%組成。

所述助熔劑由氧化硼、氧化鉀以及氧化鈉組成，且氧化硼的含量不低于氧化鉀和氧化鈉之和。

所述面層中，助熔劑由占面層12%~14%的氧化硼和2%~5%的氧化鉀組成；所述基層中，氧化硼12%~14%、氧化鉀2%~5%、氧化鈉0.1%~4%，所述發熱層中，所述面層中，氧化鉀2%~5%、氧化鈉0.1%~4%組成

所述鐵氧化合物為氧化鐵、氧化亞鐵以及三氧化二鐵中的一種或幾種。