[发明专利]一种陶瓷-石墨复合材料炊具及其制备工艺

说明书

一种陶瓷‑石墨复合材料炊具，所述炊具是由陶瓷粉和石墨粉组成的混合粉剂与外加剂混合后采用粉末冶金工艺制备而成，其中，按照重量百分比，所述陶瓷粉和石墨粉的混合粉剂含量为93‑97%，外加剂的含量为3‑7%，陶瓷粉和石墨粉的混合粉剂中，所述陶瓷粉占比为75‑90%，所述石墨粉的占比为10‑25%，所述外加剂为铝基复合粘接剂。本发明的炊具兼具陶瓷的强硬度与石墨材质的优良性能，其综合性能远远优于传统的陶瓷炊具与单一的石墨炊具，其不但能够满足金属器械的触碰，还具有一定的塑韧性与强度，不易碎裂。

技术领域

本发明涉及石墨炊具技术领域，具体为一种陶瓷-石墨复合材料炊具及其制备工艺。

背景技术

石墨具有高导热、传热快、受热均匀、节约燃料，因此采用石墨制成的烤盘，锅等加热快，而且烧制的食物受热均匀，从里往外熟，加热时间短，不仅味道纯正，而且能锁住食物本来的养分。此外石墨还具有化学稳定性和抗侵蚀能力，以及健康环保，无放射性污染，耐高温等特点。因此，特别适合制备一些炊具，比如饭煲、压力锅内胆，烤盘面板，炒锅等等。而石墨制成品具有塑形韧性差，抗弯曲强度低等缺点，导致了石墨制品在使用过程中易造成摔碎、磕伤等致命性伤害，诸如炒锅，金属的锅铲很容易与石墨炒锅触碰而对石墨炒锅表面造成伤害，其使用寿命显著的缩短，限制了石墨锅具或炊具向高端的电饭煲、电压力锅、煎烤机等的应用。此外，石墨炊具较差的塑韧性与较低的强度导致其很容易由于意外而破碎。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种陶瓷-石墨复合材料炊具，该炊具兼具陶瓷的强硬度与石墨材质的优良性能，其综合性能远远优于传统的陶瓷炊具与单一的石墨炊具，其不但能够满足金属器械的触碰，还具有一定的塑韧性与强度，不易碎裂。

本发明的另一目的是提出一种陶瓷-石墨复合材料炊具的制备工艺。

本发明为了解决上述问题所采取的技术方案为：一种陶瓷-石墨复合材料炊具，所述炊具是由陶瓷粉和石墨粉组成的混合粉剂与外加剂混合后采用粉末冶金工艺制备而成，其中，按照重量百分比，所述陶瓷粉和石墨粉的混合粉剂含量为93-97%，外加剂的含量为3-7%，陶瓷粉和石墨粉的混合粉剂中，所述陶瓷粉占比为75-90%，所述石墨粉的占比为10-25%，所述外加剂为铝基复合粘接剂。

进一步的，按照重量份数，所述陶瓷粉包括30-50份碳化锆微粉、20-25份石英粉、16-20份滑石粉、10-15份钾长石份和3-5份硼酸粉，所述陶瓷粉和石墨粉组成的混合粉剂的粒径在30-150目之间。

进一步的，按照重量份数，所述铝基复合粘接剂是由8-10份有机硅树脂，30-35份纯铝粉和0.5-1.5份炭纤维混合而成，其制备方法是：将铝粉和碳纤维混合均匀，在140℃下干燥2小时，然后研磨1小时，过筛制得固体混合物；将有机硅树脂与丙酮按照1:1体积比混合后，加入1-2份硅烷偶联剂，在80℃水浴加热1小时制成液态混合物；将固体混合物和液态混合物混合、搅拌均匀，得到铝基复合粘接剂；其中，所述固体混合物的粒径在100-200目之间，所述有机硅树脂是聚有机硅氧烷。

进一步的，所述陶瓷粉和石墨粉的混合粉剂还添加有0.5-1%的碳酸银。

一种陶瓷-石墨复合材料炊具的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一、将陶瓷粉和石墨粉组成的混合粉剂采用不同型号的筛网逐级进行筛选，分别筛选出粒径为150目的混合粉剂和粒径为30目的混合粉剂；

步骤二、将筛选出的150目的混合粉剂和30目的混合粉剂按照1:8的比例均匀混合，而后将外加剂均匀混合添加在混合粉剂中，得到成型原料；

步骤三、将成型原料填充到热模具中加压并保温成型，得到炊具的粗坯；

步骤四、将粗坯置于真空烧结炉内进行烧结；

步骤五、随炉冷却至室温后取出，得到成品炊具。