一种微波炉用多孔蓄热吸波材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种微波炉用多孔蓄热吸波材料及其制备方法，属于日用品陶瓷领域。吸波材料的成分及百分比为：SiO

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波炉用多孔蓄热吸波材料及其制备方法，属于日用品陶瓷领域。

背景技术

现有的微波炉烹调器具多为陶瓷，玻璃，塑料等不能吸收微波的材料制成的，这些器具本身只能透过微波而不能吸收微波。大部分人在使用微波炉的过程中根本不知道哪些器皿能在微波炉里加热而不会引起事故。

根据美国的FDA(食品药品管理局)报道，接到了许多因为使用微波炉而“受伤”的报告，最常见的事故有两类：1、液体在微波炉中产生过热现象。微波加热与传统加热不同，微波加热水不流动，只是温度升高，有可能超过了沸点还“不开”。但是这个时候的水温度已经非常高了，只要有一点扰动，就会猛烈沸腾。如果这个扰动是你去拿水的时候产生的，就会被烫伤2、鸡蛋爆炸。微波炉不能加热鸡蛋，大概是一个常识了。鸡蛋内部过热，压力很大，受到到外界干扰，压力释放，鸡蛋爆炸也会产生事故。

     导致这些事故的根本原因在于盛放液体或食物的器皿不能够被微波加热，微波炉所产生的能量全被液体或者食物吸收，所以在微波炉的使用过程中产生很多事故。文献梁海波，李忠权，邓宇等报道一种微波热效应陶瓷，该坯体成份中Cr₂O₃含量高达12.4%。六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，很容易被人体吸收的，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。专利CN 101050847A只给出耐高温吸波材料为40%以上的羧基铁粉或铁氧体粉末。没有具体成份和工艺流程，并且以涂层方式在半成品盛物盘表面涂覆吸波材料，所以，很难起到长时间保温效果。

发明内容                                

为了克服普通陶瓷器皿不能吸收微波，不能被加热的缺点，为了降低微波炉使用过程中事故发生率，本专利通过改变陶瓷器皿成分，提供了一种能够吸收微波的多孔蓄热陶瓷材料。

本发明的微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分及百分比为：SiO₂ 35～50wt%，Al₂O₃ 20～40wt%，Fe₂O₃ 10～30wt%，CaCO₃ 5～10wt%，ZrO₂ 1～10wt%，孔隙率为20～40%。

本发明是微波炉用多孔蓄热吸波材料的制备方法为：按照微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分混合配料并球磨后过400目的筛，依次进行陈腐、压力成型、干燥处理和上釉处理，然后按照升温速率为2～10℃/min，将温度升至800～1000℃的温度条件下保温1～3h，最后将温度升至1200～1400℃的条件下烧结12～15h，制得微波炉用多孔蓄热吸波材料。

所述球磨时球磨物料与水的质量比为1～3:1，球磨时间12～15h。

所述陈腐采用温度为20～30℃，湿度50～70wt%的条件下陈腐8～48h。

所述成型采用压力成型，成型压力为5～20MPa。

所述干燥处理的方式为微波干燥，干燥温度为60～85℃，干燥时间为8～12min，干燥后对坯体进行修坯处理。

所述上釉的釉层厚度为1～1.5mm，上釉的材料与现有技术的陶瓷上釉材料相同。

本发明的优点和积极效果： 

（1）该材料在微波炉中能够快速升温，分散液体或食物的能量，以热传导的方式将能量缓慢提供给液体或食物，避免了食物的过热、爆沸现象，为微波炉使用者提供一个更安全、更放心的烹调器皿；

（2）该材料与现有技术的吸波陶瓷相比，不含有Cr₂O₃，只含有Fe₂O₃，Fe₂O₃是无毒无害的，可以放心使用；

（3）本材料为多孔材料主要优点：该多孔陶瓷材料的重要特征是具有分布均匀的闭口气孔，有利于阻隔热量散失、延长保温时间；强度高，该多孔陶瓷材料由二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁等经过高温煅烧而成，这些材料本身具有较高的强度，煅烧过程中原料颗粒边界部分发生融化而粘结，形成了具有较高强度的陶瓷；质量轻，该陶瓷材料相对密度较小，质量轻，实用方便。

（4）本发明的吸波陶瓷的制备方法采用压力成型技术，成本低，工艺简单， 特别对于具有一定厚度的陶瓷坯体具有较高的产品得率。

具体实施方式

    以下结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明不限于以下所述范围。

实施例1：本实施例微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分为：SiO₂ 47wt%，Al₂O₃ 22wt%，Fe₂O₃ 11wt%，CaCO₃ 5wt%，ZrO₂ 5wt%，孔隙率为20%。

本实施例微波炉用多孔蓄热吸波材料的制备方法为：按照微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分混合配料并球磨后过400目的筛，依次进行陈腐、压力成型、干燥处理和上釉处理，然后按照升温速率为2℃/min，将温度升至800℃的温度条件下保温3h，最后将温度升至1200℃的条件下烧结15h；球磨时球磨物料与水的质量比为1:1，球磨时间12h；陈腐采用温度为20℃，湿度70%，陈腐时间为48h；成型采用压力成型，成型压力为5MPa；干燥处理的方式为微波干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为12min。上釉的釉层厚度为1mm。

实施例2：本实施例微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分为：SiO₂40%，Al₂O₃ 20%，Fe₂O₃ 30%，CaCO₃ 6%，ZrO₂ 4%，孔隙率为30%。

本实施例微波炉用多孔蓄热吸波材料的制备方法为：按照微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分混合配料并球磨后过400目的筛，依次进行陈腐、压力成型、干燥处理和上釉处理，然后按照升温速率为8℃/min，将温度升至900℃的温度条件下保温2h，最后将温度升至1300℃的条件下烧结13h；球磨时球磨物料与水的质量比为3:1，球磨时间13h；陈腐采用温度为25℃，湿度50%，陈腐时间为40h；成型采用压力成型，成型压力为10MPa；干燥处理的方式为微波干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为10min。上釉的釉层厚度为1.2mm。

实施例3：本实施例微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分为：SiO₂ 35%，Al₂O₃ 40%，Fe₂O₃ 10%，CaCO₃ 5%，ZrO₂ 10%，孔隙率为25%。

本实施例微波炉用多孔蓄热吸波材料的制备方法为：按照微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分混合配料并球磨后过400目的筛，依次进行陈腐、压力成型、干燥处理和上釉处理，然后按照升温速率为10℃/min，将温度升至1000℃的温度条件下保温1h，最后将温度升至1400℃的条件下烧结12h；球磨时球磨物料与水的质量比为2:1，球磨时间15h；陈腐采用温度为30℃，湿度60%，陈腐时间为8h；成型采用压力成型，成型压力为20MPa；干燥处理的方式为微波干燥，干燥温度为85℃，干燥时间为8min。上釉的釉层厚度为1.5mm。

实施例4：本实施例微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分为：SiO₂ 50wt%，Al₂O₃ 29wt%，Fe₂O₃ 10wt%，CaCO₃ 10wt%，ZrO₂ 1wt%，孔隙率为40%。

本实施例微波炉用多孔蓄热吸波材料的制备方法为：按照微波炉用多孔蓄热吸波材料的成分混合配料并球磨后过400目的筛，依次进行陈腐、压力成型、干燥处理和上釉处理，然后按照升温速率为9℃/min，将温度升至950℃的温度条件下保温1.8h，最后将温度升至1250℃的条件下烧结14h；球磨时球磨物料与水的质量比为2.5:1，球磨时间14h；陈腐采用温度为22℃，湿度55%，陈腐时间为25h；成型采用压力成型，成型压力为8MPa；干燥处理的方式为微波干燥，干燥温度为85℃，干燥时间为8min。上釉的釉层厚度为1.1mm。