一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，将通过科学合理的成分配比，将碳化硅微粉、碳化硼微粉、液体酚醛树脂、石墨烯成分复配，通过球磨、造粒、等静压成型、无压烧结等工艺制成了碳化硅陶瓷锅，制成的生坯密度大，均匀性好、强度大，经过简单干燥即可烧结，同时采用无压烧结，降低了能耗；本发明专利技术方法简单便于工业控制，原料成本简单易得，可以制造无毒无害，可以直接接触食品的陶瓷锅，具有较高的热导率，加快食物的煮制时间，从而达到节能的效果。

Method for preparing silicon carbide ceramic pot capable of enhancing thermal conductivity of graphene

The invention discloses a method for preparing graphene reinforced silicon carbide ceramic pot thermal conductivity, through scientific and reasonable composition, the silicon carbide powder, boron carbide powder, liquid phenolic resin, graphene composition, through ball milling, granulating, sintering pressure and static pressure free forming, made of silicon carbide ceramic pot made of green, high density, good uniformity, high strength, easy drying after sintering, while using pressureless sintering, reduce the energy consumption; the method of the invention is simple and easy to industrial control, the cost of raw materials can be made simple, non-toxic harmless, can be in direct contact with the ceramic pot food, with high thermal conductivity, speed up the food cooking time, so as to achieve the effect of energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法
本专利技术涉及日用陶瓷
，尤其涉及一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法。
技术介绍
日用陶瓷顾名思义是指人们日常生活中必不可少的生活用瓷。日用陶瓷的产生可以说是因为人们对日常生活的需求而产生的，日常生活中人们接触最多，也是最熟悉的瓷器，如餐具、茶具、咖啡具、酒具、饭具等。日用瓷的釉面光亮，容易洗刷；化学性质稳定，具有一定的耐酸、碱、盐及大气中碳酸气侵蚀的能力，不易与这些物质发生化学反应，不生锈老化，经久耐用；气孔极少，吸水率很低，用日用瓷器储存食物，严密封口后，能防止食物中水分挥发、渗透及外界细菌的侵害；热稳定性较好，传热慢，用来盛装沸水或滚烫的食物，端拿时不太烫手。然而，导热慢的这个优点却限制了日用陶瓷的拓展。碳化硅具有密度低、硬度高、耐高媪、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、禁带宽度大、击穿电压高、电子饱和迁移速度高、热导率高及化学稳定性好等优良的物理化学性能，在石油、冶金、化工、机械、航空和航天等诸多领域得到了广泛的应用，利用碳化硅制备高品质的导热陶瓷，用此陶瓷制备出节能降耗高导热锅具，开拓了碳化硅陶瓷材料在日用陶瓷中的应用，提升了日用陶瓷的品质。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，包括以下具体步骤：（1）将碳化硅微粉、碳化硼微粉、液体酚醛树脂、石墨烯按照一定的比例添加到球磨罐中，以无水乙醇为溶剂，碳化硅陶瓷球作为球磨介质，在球磨机中快速球磨15-20分钟，各成分混合均匀；（2）将球磨后的碳化硅陶瓷浆料，放入真空干燥箱中，50-60℃干燥，然后在研体中硏碎，过40-50目标准筛造粒，得到陶瓷颗粒。（3）将上述陶瓷颗粒加入到模具中，20-22MPa下单向加压，保压60-90秒，得到预压陶瓷锅生坯，然后将预压陶瓷锅生坯装袋抽真空密封，用冷等静压机控制一定压力等静压成型一定时间，最后将成型后的陶瓷锅生坯放入真空干燥箱中，以70-80℃干燥6-8小时，得到烘干的陶瓷锅生坯；（4）将上述烘干后的陶瓷锅生坯装入无压烧结炉中，充入流动氩气为保护气氛，以一定的升温速率升温至2050-2150℃，恒温烧结60-80分钟，关闭电源后自然冷却至室温，取出，研磨、抛光即可。一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，步骤（1）中所述的按照一定比例是指碳化硅微粉、碳化硼微粉、液体酚醛树脂、石墨烯的配比为100:1:8:5。一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，步骤（1）中所述的无水乙醇的添加量为待球磨组分之和的1.5-2倍，碳化硅陶瓷球的添加量为待球磨组分之和的30-40%。一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，步骤（3）中所述的模具是指由模具钢或者聚氨酯材质制成的模具.一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，步骤（3）中所述的等静压成型一定时间具体是指压力为2200MPa，保压时间5-6分钟。一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，步骤（4）中所述的一定的升温速率是指以30-50℃/min的升温速率。本专利技术的优点是：本专利技术将通过科学合理的成分配比，将碳化硅微粉、碳化硼微粉、液体酚醛树脂、石墨烯成分复配，通过球磨、造粒、等静压成型、无压烧结等工艺制成了碳化硅陶瓷锅。其中添加液体酚醛树脂作为粘结剂以及碳源，在碳化硅陶瓷浆料中的分散性能优异，从而使得由液体酚醛树脂高温状态下裂解生成的碳在陶瓷坯体中分散更均匀，更有利于将碳化硅微粉表面的氧化硅还原成碳化硅，从而能起到更好的促进烧结的效果，提高表面能；而碳化硼中的硼能够固溶到碳化硅晶格中降低晶界能，硼与碳共同作用提高了烧结活性，促进了致密化进程；同时石墨烯的添加，能够与碳化硅陶瓷良好兼容并在高温下保持稳定，由于石墨烯具有高的热导率，相当于在碳化硅陶瓷坯体等效增加了一条声子传输的快速通道，增大声子的输运速度，继而提高了碳化硅陶瓷的热导率，同时提高了弯曲强度、断裂韧性。本专利技术采用等静压成型的方式制成陶瓷锅生坯，制成的生坯密度大，均匀性好、强度大，经过简单干燥即可烧结，同时采用无压烧结，降低了能耗；本专利技术方法简单便于工业控制，原料成本简单易得，可以制造无毒无害，可以直接接触食品的陶瓷锅，具有较高的热导率，加快食物的煮制时间，从而达到节能的效果。具体实施方式一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，包括以下具体步骤：（1）将100g碳化硅微粉、1g碳化硼微粉、8g液体酚醛树脂、5g石墨烯添加到球磨罐中，以添加各组分1.5-2倍量的无水乙醇为溶剂，各组分30%量的碳化硅陶瓷球作为球磨介质，在球磨机中快速球磨15分钟，各成分混合均匀；（2）将球磨后的碳化硅陶瓷浆料，放入真空干燥箱中，50℃干燥，然后在研体中硏碎，过40目标准筛造粒，得到陶瓷颗粒。（3）将上述陶瓷颗粒加入到模具钢制成的模具中，20MPa下单向加压，保压60秒，得到预压陶瓷锅生坯，然后将预压陶瓷锅生坯装袋抽真空密封，用冷等静压机，控制压力为2200MPa，等静压成型保压5分钟，最后将成型后的陶瓷锅生坯放入真空干燥箱中，以70℃干燥6小时，得到烘干的陶瓷锅生坯；（4）将上述烘干后的陶瓷锅生坯装入无压烧结炉中，充入流动氩气为保护气氛，以以30℃/min的升温速率升温至2100℃，恒温烧结60分钟，关闭电源后自然冷却至室温，取出，研磨、抛光即可。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：（1）将碳化硅微粉、碳化硼微粉、液体酚醛树脂、石墨烯按照一定的比例添加到球磨罐中，以无水乙醇为溶剂，碳化硅陶瓷球作为球磨介质，在球磨机中快速球磨15‑20分钟，各成分混合均匀；（2）将球磨后的碳化硅陶瓷浆料，放入真空干燥箱中，50‑60℃干燥，然后在研体中硏碎，过40‑50目标准筛造粒，得到陶瓷颗粒；（3）将上述陶瓷颗粒加入到模具中，20‑22MPa下单向加压，保压60‑90秒，得到预压陶瓷锅生坯，然后将预压陶瓷锅生坯装袋抽真空密封，用冷等静压机控制一定压力等静压成型一定时间，最后将成型后的陶瓷锅生坯放入真空干燥箱中，以70‑80℃干燥6‑8小时，得到烘干的陶瓷锅生坯；（4）将上述烘干后的陶瓷锅生坯装入无压烧结炉中，充入流动氩气为保护气氛，以一定的升温速率升温至2050‑2150℃，恒温烧结60‑80分钟，关闭电源后自然冷却至室温，取出，研磨、抛光即可。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯增强热导率的碳化硅陶瓷锅的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：（1）将碳化硅微粉、碳化硼微粉、液体酚醛树脂、石墨烯按照一定的比例添加到球磨罐中，以无水乙醇为溶剂，碳化硅陶瓷球作为球磨介质，在球磨机中快速球磨15-20分钟，各成分混合均匀；（2）将球磨后的碳化硅陶瓷浆料，放入真空干燥箱中，50-60℃干燥，然后在研体中硏碎，过40-50目标准筛造粒，得到陶瓷颗粒；（3）将上述陶瓷颗粒加入到模具中，20-22MPa下单向加压，保压60-90秒，得到预压陶瓷锅生坯，然后将预压陶瓷锅生坯装袋抽真空密封，用冷等静压机控制一定压力等静压成型一定时间，最后将成型后的陶瓷锅生坯放入真空干燥箱中，以70-80℃干燥6-8小时，得到烘干的陶瓷锅生坯；（4）将上述烘干后的陶瓷锅生坯装入无压烧结炉中，充入流动氩气为保护气氛，以一定的升温速率升温至2050-2150℃，恒温烧结60-80分钟，关闭电源后自然冷却至室温，取出，研磨、抛光即可。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒小山，章建武，宫平，汤兴友，
申请(专利权)人：安徽省含山瓷业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34