本發(fā)明涉及一種石墨碳材料的制備工藝及應(yīng)用該工藝的電飯煲內(nèi)膽。

背景技術(shù)：

日常家庭使用的電飯煲內(nèi)膽，主要是由鋁、鐵、不銹鋼等金屬材質(zhì)制成的, 其在加熱烹制食物時很容易出現(xiàn)粘鍋、糊鍋的問題，所以廠家在生產(chǎn)時都在金屬內(nèi)膽表面進(jìn)行噴涂不粘涂料，但這樣一來，使用時間長后表面噴涂層很容易出現(xiàn)脫落及掉色現(xiàn)象，這樣對內(nèi)膽的使用壽命及對人體健康方面都帶來不利的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種石墨碳材料的制備工藝及應(yīng)用該工藝的電飯煲內(nèi)膽。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種石墨碳材料的制備工藝，包括以下步驟：

a、磨粉，將一定比例的焦煤和石墨分別通過磨粉機(jī)進(jìn)行磨粉；

b、混料，將上述磨粉后的原料進(jìn)行混料處理；

c、細(xì)磨，對完成混料后的混合物進(jìn)一步細(xì)磨；

d、壓制，將完成細(xì)磨后的混合物放入定型好的模具內(nèi)進(jìn)行壓制成型；

e、培燒, 將壓制成型的混合物進(jìn)行焙燒至固化定型；

f、石墨化，將焙燒后的混合物經(jīng)過自然降溫的過程，再加溫使其墨化。

在步驟a中，焦煤和石墨的比例是：焦煤70%、石墨30%，所述焦煤選用揮發(fā)分在19.6～44.0%范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)煤。

在步驟a中，所述磨粉是將所述焦煤顆粒粒徑研磨至75微米以下，將石墨顆粒研磨至90～95%可通過200目篩。

在步驟b中，所述混料處理是將經(jīng)過磨粉后的原料在混料機(jī)上進(jìn)行混料，混料時間45～60分鐘。

在步驟c中，所述細(xì)磨采用微粉磨機(jī)進(jìn)行，所述微粉磨機(jī)的進(jìn)料口直徑為0.5米，所述微粉磨機(jī)控制進(jìn)料速度在1.5公斤/分鐘、進(jìn)口壓力在0.7兆帕的條件下對完成混料后的混合物進(jìn)行細(xì)磨并將其粒徑研磨成8～12微米。

在步驟d中，所述壓制成型的模壓壓力采用30～155兆帕。

在步驟e中，所述焙燒需在惰性氣體的保護(hù)下進(jìn)行。

在步驟e中，所述焙燒需在升溫速率控制在45℃/分鐘的條件下加熱到1300℃，并保溫30～45天。

在步驟f中，所述加溫是將經(jīng)過焙燒后的混合物以110℃/h的升溫速度加熱至2800℃。

一種應(yīng)用所述工藝的電飯煲內(nèi)膽，其制作材料為焦煤和石墨，所述電飯煲內(nèi)膽通過步驟a～步驟f制造而成，在步驟d中，所述模具的形狀設(shè)置為電飯煲內(nèi)膽的形狀。

本發(fā)明有益效果：本發(fā)明采用特殊工藝制成的石墨碳，具有密度小、重量輕、灰分低、抗壓性能好，使其制造的石墨碳電飯煲內(nèi)膽重量輕，強(qiáng)度高，同時熱傳導(dǎo)率較高，傳熱快，受熱均勻。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做進(jìn)一步的說明。

圖1是本發(fā)明石墨碳材料的制備工藝流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種石墨碳材料的制備工藝，其制作步驟包括：a、磨粉，將一定比例的焦煤和石墨分別通過磨粉機(jī)進(jìn)行磨粉；

b、混料，將上述磨粉后的原料進(jìn)行混料處理；

c、細(xì)磨，對完成混料后的混合物進(jìn)一步細(xì)磨；

d、壓制，將完成細(xì)磨后的混合物放入定型好的模具內(nèi)進(jìn)行壓制成型；

e、培燒, 將壓制成型的混合物進(jìn)行焙燒至固化定型；

f、石墨化，將焙燒后的混合物經(jīng)過自然降溫的過程，再加溫使其墨化。

我們知道石墨材料是由碳原子構(gòu)成，屬于無機(jī)非金屬材料但具有金屬的諸多優(yōu)異特性，經(jīng)過高溫?zé)埔院蠼Y(jié)構(gòu)相當(dāng)穩(wěn)定，不會與任何東西互相粘連，具有很好的熱傳導(dǎo)性和導(dǎo)電性、耐高溫和極強(qiáng)的耐腐蝕性，雖然石墨制品在日本、韓國被廣泛的用于制造生活日用品行業(yè)，但是中國作為世界主要的石墨材料出口國，卻對石墨材料在日常生活中的利用和推廣卻極少。因此，開發(fā)一種健康環(huán)保同時擁有金屬特性的導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性都優(yōu)異的石墨碳內(nèi)膽是有很重要意義的。

在步驟a中，焦煤和石墨的比例是：焦煤70%、石墨30%，這個比例是經(jīng)過多次試驗得出來的最優(yōu)比例，這種比例做出來的胚體電阻率、胚體硬度、極限破壞應(yīng)力等參數(shù)值達(dá)到最優(yōu)，焦煤選用揮發(fā)分在19.6～44.0%范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)煤，該焦煤熱穩(wěn)定性好，抗碎強(qiáng)度高，耐磨性也好。

選好原料后，通過磨粉機(jī)將焦煤顆粒粒徑研磨至75微米以下，將石墨顆粒研磨至90～95%可通過200目篩，該工藝需要先磨粉之后才能進(jìn)行下一步細(xì)磨，這是很多行業(yè)通用的做法，這是為了保證磨粉質(zhì)量好，不會出現(xiàn)顆粒有大有小不均勻的情況，顆粒大小差異過大會導(dǎo)致后續(xù)工序中因為受熱不均勻而引起空洞的現(xiàn)象，顆粒大小差異過大還會影響胚體成型后的電阻率、熱傳導(dǎo)性等方面。

然后將經(jīng)過磨粉后的原料在混料機(jī)上進(jìn)行混料，混料時間45～60分鐘，保證焦煤顆粒和石墨顆粒能夠進(jìn)行充分混合。

下一步，對完成混料的焦煤和石墨混合物進(jìn)一步細(xì)磨，細(xì)磨采用微粉磨機(jī)進(jìn)行，該微粉磨機(jī)的進(jìn)料口直徑為0.5米，微粉磨機(jī)控制進(jìn)料速度在1.5公斤/分鐘、進(jìn)口壓力在0.7兆帕的條件下對完成混料的混合物進(jìn)行細(xì)磨并將其粒徑研磨成8～12微米，粒徑大小為8～12微米范圍內(nèi)的顆?；旌衔镏g結(jié)合會更加緊密，良品率較高，不會出現(xiàn)因為產(chǎn)品表面不均勻和產(chǎn)生斜孔而導(dǎo)致胚體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的情況，如果顆粒粒徑較大，后工序加工時會出現(xiàn)胚體表面有起磷和剝層現(xiàn)象，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

然后將完成細(xì)磨后的混合物放入定型好的模具內(nèi)進(jìn)行壓制成型，模壓壓力采用30～155兆帕，壓制成型后的制品內(nèi)應(yīng)力低，且翹曲變形也很小，性能較穩(wěn)定，表面光潔，無需二次修飾。

接著將壓制成型的混合物在惰性氣體的保護(hù)下進(jìn)行焙燒且加熱到1300℃，控制升溫速率控制在45℃/分鐘并保溫30～45天，在惰性氣體的作用下防止混合物在高溫情況下與外界發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，控制升溫速率是為了避免因為升溫過程太快造成胚件產(chǎn)生裂紋的情況，在1300℃下保溫30～45天能夠使胚件充分固化定型。

最后將焙燒后的半成品以110℃/h的升溫速度加熱至2800℃，使其石墨化，2800℃是石墨化的最適宜溫度，低于2800℃胚體則無法實現(xiàn)石墨化。

一種應(yīng)用上述述工藝的電飯煲內(nèi)膽，其制作材料為焦煤和石墨，該電飯煲內(nèi)膽由上述實施方式制造而成，上述壓制成型中模具的形狀設(shè)置為電飯煲內(nèi)膽的形狀。

上述壓制成型中模具形狀的設(shè)置并不限定于電飯煲內(nèi)膽的形狀，根據(jù)需求設(shè)計成其它形狀亦可。

通過上述制程制作而成的電飯煲內(nèi)膽，其具體參數(shù)是：熱膨脹系數(shù)3.5 * 10^-6/K、橫向破壞應(yīng)力45 MPa、極限抗拉強(qiáng)度28 MPa、楊式模量13 GPa、熱傳導(dǎo)率140 W/m·K。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)先實施方式，本發(fā)明并不限定于上述實施方式，只要以基本相同手段實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。