[发明专利]陶瓷小电窑

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种烧成温度低于1200℃陶瓷小作品的烧成用小电窑。

二、背景技术

目前，有一大批陶艺推广工作者在全国各地开了形式各异的各种陶吧，陶艺也作为一门课程进入了校园，但作品的烧制一般局限于陶艺教室或陶吧，使用的是3000W的电窑，内空直径30cm，高30cm左右，价格约为5000元左右不等，如果要普及陶艺，让陶艺进入千家万户，即使有经济条件的家庭，可以购窑，也不可能在家庭用电环境下使用；本人之前发明的简便陶瓷小窑炉(专利号为：01119598.3)，因材料选用、烧制等方面局限，炉体易碎，不利推广。

参考中国轻工业出版社出版的高等学校轻工专业试用教材——《陶瓷工艺学》，一般瓷器的烧成过程可分为四个阶段，即蒸发期、氧化分解和晶型转化期、玻化成瓷期和冷却期，各个阶段的温度范围和升温、冷却速度要求如下：蒸发期——室温至300℃，定阶段主要是排除在干燥过程中没有排除的残余成份，这时坯体的气孔率较大，入窑水份低时，体小壁薄的瓷坯在这一时期可快速升温而不致使产品开裂，本阶段同时要求水汽被及时排除而不使其冷凝时凝聚在制品表面产生气泡；氧化分解和晶型转化期——300℃至950℃，这一阶段坯体内发生复杂的物理和化学变化，粘土中结构水得到排除，碳酸盐分解，有机物、碳素和硫化物被氧化，石英晶型转化，对于体小壁薄的瓷坯来说，晶型转换所引起的破坏应力很小，决定本阶段升温速度的主要因素是窑炉的结构特点，如果窑炉的结构特点能保证工作截面上的温度均匀分布，就可以在这一阶段快速升温，本阶段要求水汽及碳酸盐分解、硫化物氧化、碳素氧化、有机物氧化所产生的气体都能得到及时的排除；玻化成瓷期——950℃至烧成温度，瓷坯在氧化分解期的氧化实际上不完全，由于水汽及其它气体产物的急剧排除，在坯体周围包围着一层气膜，它妨碍氧化继续向瓷内部渗透，从而使坯体气孔中沉积的碳素难于烧尽，并且1100℃至1200℃之间坯体内出现大量的液相，收缩率显最大值，因此这一阶段升温速度应严格控制，采取氧化保温或低速升温操作，以使碳素烧尽且防止坯体变型：冷却期——烧成温度至窒温，冷却初期如果速度缓慢，则会使包围晶体的玻璃相厚度急剧增厚，釉层也因冷却速度缓慢而析晶失透，玻璃相当塑性状态转变为固态时的临界温度在750℃至550℃之间，此结构上的显著变化产生转大破坏应力，因此，冷却初期应快速冷却，而在750℃至550℃之间应缓慢冷却，尽可能消除应力。

三、发明内容

本发明的任务是提供一种适合低温陶瓷的烧成要求、简便实用、无污染、成本低、易推广的小电窑。

本发明涉及一种用于烧成温度低于1200℃的陶瓷小作品的烧成用小电窑，其特征在于：选用耐温1200℃以上，且1200℃时导热系数仍低于0.1WK^-1m^-1的轻质颗粒状保温材料为制炉体主材料，用高铝水泥作胶凝介质，用耐火泥作填充材料，制成内空直径、高均为12cm左右的炉体，炉体内壁用小插扦插挂电炉丝。

实施本发明的方案特征是：选用堆积密度为160kg/m³的膨胀珍珠岩矿砂为保温材料，选用标号425^#以上高铝水泥作胶凝介质，选用耐火度高于1800℃耐火泥作填充材料，配料特征是珍珠岩矿砂、高铝水泥、耐火泥、水质量比约为1∶1∶0.2∶1。；按以上配料要求制成内空直径为12cm、高12cm、炉壁、炉底、炉盖厚度均为3cm(其中炉盖外圈厚度为2.5cm)、内空容积为1543cm³左右的圆柱体状炉体，干燥后，插挂电炉丝，电炉丝是用“V”形小段炉丝作小插杆，将拉成60cm长的600W电炉丝按“V”形间距3cm，高7cm，均匀插挂于小电窑内壁。

本发明由于选用耐温1200℃以上且1200℃时导热系数仍低于0.1WK^-1m^-1的轻质颗粒状保温材料为制炉体主材料，其保温效果能使容积近1543cm³的炉内温度由电炉丝供热在适当的时间内升温至陶土小作品的烧成温度(1200℃以下)；轻质颗粒状保温材料的透气效果，选用耐火度高于1800℃耐火泥作填充材料，其气孔率大，因此，该炉体的透气能力能满足陶土小作品烧成过程中的气体及时排除要求；圆柱体状的炉体结构，电炉丝在炉体内壁均匀列挂供热，其供、散热效果满足陶土小作品坯体工作截面上的温度均匀分布要求。实施本发明特征方案所制得炉体在正常电压(220V)下持续通电34分钟炉内温度达1020℃，38分钟达1050℃，45分钟近1100℃，在以下温度范围内其升、降温平均速度(℃/分钟)如下：