[發(fā)明專利]防開裂電飯煲陶瓷內(nèi)膽

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710308217.2
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107056305A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫繼旋;張科研;張慶峰;鐘恒成;王寧;甘冠藍;劉浩宇;肖寶;黃叔界
• 申請（專利權(quán)）人: 欽州學(xué)院
• 主分類號: C04B35/582
• 分類號: C04B35/582;C04B35/653;C04B35/626;A47J36/02;A47J36/04
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務(wù)所有限公司45107
• 代理人: 李瑛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷材料領(lǐng)域，具體涉及一種防開裂電飯煲陶瓷內(nèi)膽。

背景技術(shù)

內(nèi)膽是電飯煲最重要的組成部分，對選購電飯煲起著決定性作用。內(nèi)膽材質(zhì)有鋁合金、不銹鋼、陶瓷。鋁合金內(nèi)膽很薄，外部涂覆不粘鍋涂層，隨著使用時間的延長，經(jīng)常出現(xiàn)涂層脫落的現(xiàn)象，而鋁本身對人體有傷害，因此不建議使用鋁合金內(nèi)膽。不銹鋼內(nèi)膽價格稍貴，但不會出現(xiàn)涂層脫落的問題，不過清洗不方便。陶瓷內(nèi)膽則是采用純天然無機物，避免了涂層和金屬內(nèi)膽在加熱過程中對食物的二次污染。陶瓷內(nèi)膽是應(yīng)用于電飯煲的新技術(shù)，陶晶技術(shù)攻克了以往陶瓷表面處理技術(shù)中熔點、兩種材料結(jié)合難、材料不嵌合等技術(shù)難關(guān)。在電飯煲內(nèi)膽表面成功涂覆一層陶瓷材料陶瓷內(nèi)膽經(jīng)過一千四五百度的高溫燒煉，具有穩(wěn)定的保溫性能。然而陶瓷內(nèi)膽也存在一些劣勢，加熱慢，導(dǎo)熱率低，線膨脹系數(shù)與電飯煲內(nèi)膽其他部件不匹配，容易發(fā)生開裂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種防開裂電飯煲陶瓷內(nèi)膽。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種防開裂電飯煲陶瓷內(nèi)膽防開裂電飯煲陶瓷內(nèi)膽，該內(nèi)膽包括內(nèi)膽外層、內(nèi)膽中層、內(nèi)膽內(nèi)層，所述內(nèi)膽中層為金屬層，內(nèi)膽外層為普通陶瓷層，所述內(nèi)膽內(nèi)層由以下重量份的原料制成：氮化鋁50～70份、Y₂O₃ 1～2份、La₂O₃ 2～3份、SiO₂10～15份、B₂O₃ 10～20份、納米TiO₂ 1～1.5份、MnO₂ 3～5份。

氮化鋁燒結(jié)溫度高達2000℃，難以燒結(jié)致密，晶體中存在大量氣孔，導(dǎo)致熱導(dǎo)率較低，僅為66.74W/m·K。為了降低燒結(jié)溫度，提高晶體致密度，必須向其中加入助溶劑，氧化釔和氧化鑭是常用的助溶劑，Y₂O₃、La₂O₃與氮化鋁粉體表面的Al₂O₃反應(yīng)生成AlYO₃、Al₂Y₄O₉和Al₅Y₃O₁₂等釔鋁酸鹽相和鑭鋁酸鹽，能夠在較低溫條件下形成液相，潤濕氮化鋁晶粒，從而有效促進氮化鋁陶瓷的致密燒結(jié)。另一方面助溶劑與氮化鋁晶格中的氧雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成第二相，使氧雜質(zhì)由晶粒內(nèi)部向晶界遷移，使晶格凈化，從而提高熱導(dǎo)率。

SiO₂與氮化鋁結(jié)構(gòu)相似，能夠形成陶瓷的骨架。Si-O鍵鍵力強，骨架完整，熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性能好。

B₂O₃具有較小的表面張力和低的彈性模數(shù)，可以減少氮化鋁晶體表面張力，促進氮化鋁晶體長大。B₂O₃和SiO₂四面體相互連接，形成了類似于SiO₂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增大了結(jié)構(gòu)基團的空間交叉密度，減少了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間隙，從而也可以起到提高熱膨脹系數(shù)的目的。

氮化鋁在燒結(jié)初期，質(zhì)點擴散能力弱，形成的晶核難以長大，納米TiO₂在燒結(jié)后期分解的Ti⁴⁺和O^2-通過擴散遷移到氮化鋁晶核表面，顆粒邊界的表面能很大，在這種驅(qū)動力作用下，小粒子會逐漸擴散、熔合形成大的粒子，從而降低了表面能，小晶粒和大晶粒界面間存在過剩表面能，成為燒結(jié)驅(qū)動力，推動小晶粒內(nèi)部質(zhì)點能越過晶界向大晶粒內(nèi)部擴散，引起晶界移動，使大晶粒進一步長大，并伴隨著小晶粒的兼并和消失，而且也降低了氮化鋁的燒結(jié)溫度。

納米TiO₂分解的Ti⁴⁺和O^2-的粒子遷移可帶動其他助劑與氮化鋁晶體表面的氧化鋁粉體反應(yīng)生成的第二相遷移至氮化鋁晶界三角處時，減少氮化鋁熱傳導(dǎo)散射，從而提高熱傳導(dǎo)率。

納米TiO₂的添加量僅為1～1.5份，過多會導(dǎo)致Ti⁴⁺和O^2-覆蓋氮化鋁晶粒，阻止晶粒長大；過少會造成表面驅(qū)動力不足，影響氮化鋁顆粒長大，而且生成的第二相也將無法擴散到晶界三角處，而是停留在晶界處，導(dǎo)致陶瓷內(nèi)膽熱傳導(dǎo)率大大降低。