[發明專利]基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法

在審

• 申請號: 201811385318.0
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109592975A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 董雄偉;陳悟;朱立成;唐彬;王訓該
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/64;C04B41/86;H05B3/12;H05B3/26;C03C1/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 廉海濤

1.基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于，所述方法包含如下步驟：

步驟一、微孔隔熱基底層的制備：通過摻加隔熱材料和發泡劑工藝配置的微孔隔熱基底層陶泥(粉)，然后平鋪于胚體模具底層；

步驟二、發熱層的制備：將鈦酸鋇板直接鋪設在石棉微孔隔熱基底層陶泥(粉)上，并用胚體粉料均勻覆蓋，其施料厚度為胚體模具總厚度的0.4～0.6，平整后壓胚；

步驟二所述鈦酸鋇板的制備方法為：

稱取適量的鈦酸鋇和二氧化鈦粉體，放入研磨機中研磨1～3h；然后，在常壓下將混合物放入馬弗爐中脫碳，脫碳時間為5～7h，脫碳溫度為1100～1200℃，脫碳結束后自然冷卻；混合料取出，加入粘結劑聚乙烯醇，均勻混合后將其注入模具中，對模具施加200～400MPa的壓力進行擠壓，得到5mm(厚)*40mm(長)*20mm(寬)的生料板；生料板在1300～1400℃燒結3～4h，自然冷卻即制得鈦酸鋇板；

步驟三、鋪設方式與結構設計：把鈦酸鋇板平鋪在微孔隔熱基底層平面上；鈦酸鋇板電熱層中的溫度傳感器預留空腔及導線槽規格及設計，針孔狀溫度傳感器置于空腔內部，鈦酸鋇板的兩端預埋至電極端子孔位置，并由外接銅絲導線沿導線槽連接至智能數據控制裝置；

步驟四、壓胚與燒結成型：分層布料完成后，在模具中進行壓胚或定型，其中粉料胚體壓胚條件為壓強不低于30MPa，壓胚或定型完成后出模得半成品，干燥后放入窯爐燒結得到成品；

步驟五、表面層的制備：稱取適量陶瓷釉料的原料，其組成為：20～22％的鉀長石，3～5％的燒滑石，6～8％的方解石，6～8％的球土，20～22％的燒高嶺土，24～26％的熔塊，0.8～1.2％的燒氧化鋅，0.8～1.2％的燒氧化鋁，10～15％的碳化硅，將稱量好的陶瓷釉料原料放入到球磨機中進行球磨，球磨時間1～3h，然后加入占釉料總質量2～4％的葡萄糖，再次球磨1～3h，得到的釉漿施加在步驟四制備的陶瓷坯體上，經干燥后在1000～1400℃下燒結獲得陶瓷板，優選地，燒成制度為常溫～850℃，升溫時長為10min，850℃～1100℃，升溫時長為7min，1100℃保溫10min，最后冷卻15min，即可制得電熱陶瓷板。

2.根據權利要求1所述的基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟一中所述微孔隔熱基底層厚度為胚體模具總厚度的0.4～0.6倍。

3.根據權利要求1所述的基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟一中所述微孔隔熱基底層陶泥(粉)料主要成分及含量為：50～70％的SiO₂，5～10％的TiO₂，10～15％的微細二氧化硅氣凝膠，5～10％的碳化鈣，5～10％的氫氧化鈣，3～5％的雙氧水。

4.根據權利要求1所述的基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟二中所述發熱層的發熱元件為鈦酸鋇板。

5.根據權利要求1所述的基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟二中所述鈦酸鋇板發熱層陶泥(粉)料主要成分及含量為：40～50％的SiO₂，30～40％的Al₂O₃，10～15％的石墨，1～2％的Fe₂O₃，2～5％的TiO₂，1～2％的CaO及1～2％的MgO。

6.根據權利要求1所述的基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟二中所述鈦酸鋇和二氧化鈦的用量摩爾比為1∶0.1～0.2。

7.根據權利要求1所述的基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟四中所述窯爐燒結溫度為1000～1400℃，窯爐燒結時間為1～3h。

8.根據權利要求1所述的基于鈦酸鋇發熱材料一體成型電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟五中所述陶瓷釉料其組成為：20～22％的鉀長石，3～5％的燒滑石，6～8％的方解石，6～8％的球土，20～22％的燒高嶺土，24～26％的熔塊，0.8～1.2％的燒氧化鋅，0.8～1.2％的燒氧化鋁，10～15％的碳化硅。