一种石墨烯紫砂复合材料及其制成的紫砂器、制备方法

摘要

本发明提供了一种石墨烯紫砂复合材料及其制成的紫砂器、制备方法。一种石墨烯紫砂复合材料，主要由以下物质烧结而成：按重量计，紫砂坯料92～98％、石墨烯0.5～3％、活性剂0.5～2％、水玻璃1～3％；所述活性剂包括三聚磷酸钠、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。本发明的复合材料具有优异的力学性能和传热性能，应用范围广，可用于制作烹饪工具、食品容器、建筑材料、电热元件、工艺摆件等。

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，具体而言，涉及一种石墨烯紫砂复合材料及其制成的紫砂器、制备方法。

背景技术

随着人们生活水平日益提高，对于生活品质的追求也日益强烈，对于健康和环保的需求也日益突显。紫砂陶瓷历史悠久,是一种安全的无机材料，是由含铁较高的天然粘土制成。使用紫砂制成的茶壶、煲汤锅、锅铲等器具富含天然铁质和有益人体健康的锌、钙等多种微量元素，因此具有一定的保健功能，而且烹煮的食物、茶水具有独特的好口感。另外，紫砂陶瓷器具表面超硬耐磨，耐酸碱和腐蚀性强，保温性能好。因此此类器具一直为追求生活品质的消费者所喜爱。

然而，紫砂器具因传热效率不高，导致烹饪食物时间过长，升温不均，抗热震性能不好，易发生开裂，不易清洗，制约了其市场推广。因此对于此种材料的进一步改性，提升其实用效果，将带来较大的市场前景。

石墨烯作为一种新兴碳材料，具有优良的导热和机械增强性能，与陶瓷材料复合可有效提高陶瓷材料的抗热震性能和传热性能，降 低加热不均而产生的热应力，提高了紫砂器具的寿命和烹饪效果。同时，进一步提高了紫砂器具的耐磨性和易清洗性。但石墨烯一类的碳材料与陶瓷材料复合时很大的一个难点在于分散，往往由于分散的不均匀导致陶瓷内部出现较多缺陷，从而影响陶瓷整体的力学性能和传热性能。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种石墨烯紫砂复合材料，所述的复合材料具有优异的力学性能和传热性能，应用范围广，可用于制作烹饪工具、食品容器、建筑材料、电热元件、工艺摆件等。

本发明的第二目的在于提供一种所述的复合材料的制备方法，该方法采用分阶段控温保温的方式，减少了材料内部的晶体缺陷和烧结分裂现象，提高了材料致密度。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种石墨烯紫砂复合材料，主要由以下物质烧结而成：

按重量计，紫砂坯料92～98％、石墨烯0.5～3％、活性剂0.5～2％、水玻璃1～3％；所述活性剂包括三聚磷酸钠、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

与现有技术比，上述复合材料的区别在于：通过添加一定比例的活性剂和水玻璃来提高石墨烯在紫砂坯料中的分散度，以及石墨烯与紫砂坯料粘结度，从而减少烧结过程出现的晶格缺陷，提高晶体致密度，保证石墨烯的优良性能充分发挥，即有效提高紫砂材料的力学性能和传热性能。

经验证，以上述配方混合烧结后的材料具有以下性能：

增强远红外功效，具有更快的传热速率，使得泡茶效果更加好；器皿自洁作用，石墨烯的引入能够提升抗菌性能。

本发明所述石墨烯包括石墨烯纳米片层和石墨烯，进一步包括生物质石墨烯纳米片层和生物质石墨烯。

本发明所述的石墨烯可通过不同制备方法得到，例如机械剥离法、外延生长法、化学气相沉淀法，石墨氧化还原法，还可以是通过对生物质资源水热碳化法，以及现有技术中其它方法制备的石墨烯。但是，无论哪种方法都很难实现大规模制备得到严格意义理论上的石墨烯，例如现有技术制备得到的石墨烯中会存在某些杂质元素、碳元素的其它同素异形体或层数非单层甚至多层的石墨烯结构(例如3层、5层、10层、20层等)，本发明所利用的石墨烯也包括上述非严格意义理论上的石墨烯。

所述生物质优选为农林废弃物和/或植物中的任意1种或至少2种的组合。所述植物优选为针叶木和/或阔叶木中的任意1种或至少2种的组合。所述农林废弃物优选为玉米杆、玉米芯、高粱杆、甜菜渣、甘蔗渣、糠醛渣、木糖渣、木屑、棉秆、果壳、和芦苇中的任意1种或至少2种的组合。所述农林废弃物优选为玉米芯。

除了上述对生物质的列举以外，本发明所述生物质可以是本领域技术人员能够获知的任何一种生物质资源，本发明不再继续赘述。

本发明所述生物质石墨烯主要指以生物质为碳源制备得到的石墨烯，具体的以生物质为碳源制备石墨烯的过程本领域已有报道，典型但非限制性的包括CN104724699A，本发明不再赘述。

本发明所述的聚乙二醇、聚丙烯酰胺包括任意类型的或者任意分子量的聚合物。优选地，所述聚乙二醇的分子量为400以上，优 选地，所述聚丙烯酰胺的分子量为2000以上；这两种聚乙二醇和聚丙烯酰胺活化后的复合材料的传热性能和力学性能都很优异。

本发明所用的原料除了上文所指出的外，还可以加入部分填料或者改性剂，例如电气石粉、锗石粉、方解石粉、负离子粉、碳纤维、石墨、碳纳米管、高岭土、硬水铝石、伊利石、叶腊石中的一种或多种。

碳纤维、石墨、碳纳米管与石墨烯具有相似的性质，可以改善材料的抗热震性能和传热性能，当然，也可以加入其它的碳素材料。

高岭土、硬水铝石、伊利石、叶腊石是陶瓷品常用的材料，虽然使用性能不及紫砂，但也可以用于本发明，用于替代部分紫砂以降低原料成本，或者改变材料的色泽。

电气石粉可以增加材料的远红外传热功效，而负离子粉具有活化营养物质的作用，有利于茶水中营养物质的释放。

另外，在选择辅料时，应根据应用领域考虑环保、安全等因素。

上述材料采用现有技术通用的烧结方式均可，复合材料应用的领域不同，所需的烧结条件可能会有差异。基本的制备步骤有：按照所述复合材料的配方，取所有原料，依次经过混合，球磨，热处理，成型，脱模，无氧烧结，冷却得到成品；

下文提供一种显著改善材料力学和传热性能的方法，包括下列步骤：

以水或乙醇为溶剂，将紫砂坯料、石墨烯、活性剂、水玻璃加入，配成固含量在50～70％的浆料后球磨；优选球磨10-20h；

优选的热处理工艺为：浆料过筛、压滤、加热、蒸干至固含量为70～80％；

优选的无氧烧结为：先将所述半成品升温至100-200℃并保温20-600分钟，然后升温至1000-1050℃并保温20-600分钟，之后再升温至1150-1200℃并保温20-600分钟。

与现有技术相比，该方法的区别首先在于分低温、中高温、高温三个阶段保温烧结，其次在于在无氧环境中烧结。以上区别导致本发明减少了材料内部的晶体缺陷和烧结分裂现象，提高了材料致密度，从而有效利用配方分散性能好的优点，实现配方、工艺双重措施改善材料性能的目的。

上述的成型包括所有成型方式，而且既可以是本材料作为主体材料成型，也可以是作为涂层成型。

本发明所述的每次保温时间以20-300分钟为较优，以30分钟左右为最优。

当然，该方法也可以进一步改进：

优选地，所述冷却的方法为：先冷却至900-800℃，然后再以5-20℃/min的速度冷却至400-350℃，之后自然冷却。

在400℃以下(尤其是350℃以下)可以采用任意的冷却速度，对晶格结构都不会造成破坏，而在800℃以上(尤其是900℃以上)的冷却速度至关重要，以缓慢冷却为宜，若冷却不当会产生开裂，之后就可以自然冷却，而且此时可以不用隔离氧气，直接开炉随炉冷却。

优选地，在所述升温至100-200℃并保温20-60分钟的步骤之后和所述升温至1000-1050℃并保温20-60分钟的步骤之前还包括：

升温至400-500℃并保温5-20分钟。

此方案增加了中低温的烧结阶段，这样更利于晶粒的稳定生长，减少空隙和晶界，增加密度。

优选地，每次升温的速度为10℃/min以下。平稳的升温速度有利于改善晶粒结构的规则度。

优选地，所述球磨为湿磨：在固含量为50-70wt％、球料比为2-5:1的条件下球磨10h-20h，再过筛收集100-150目的物料。

湿磨效率高，且不会引起扬尘、发热等问题。并且50-70wt％、球料比为2-5:1时的研磨效率高，粒径为100-150目时烧结效率和质量高。

在具体的湿磨过程中，既可以将所有材料混合在一起湿磨，也可以分开湿磨，对于易溶于水的水玻璃可以先溶解后加入，也可以先加入后溶解，湿磨时所加的容易可以是水，也可以是乙醇，或者其它可行的溶剂，本发明对比不作限制。

优选地，所述热处理工艺为：浆料过筛、压滤、加热、蒸干至固含量为70～80％；

这样可以保证在烧结过程中粒子有合适的流动性，利于晶粒规则生长。

本发明所述的复合材料作为一种传热和力学性能突出的材料可应用于多种领域，而且既可以作为产品的主体材料，也可以作为涂层或者添加料使用。其中，以应用于电器内胆为优，能充分发挥该材料的优势，具体地，一种情况是，所述内胆所述的石墨烯紫砂复合材料制得，另一种情况是，所述内胆的表面涂层由所述的石墨烯紫砂复合材料制成。

当然，也可以直接用该材料做成紫砂器，例如茶壶、茶杯、煲汤罐、内胆等。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)具有优异的力学性能和传热性能；

(2)制备方法更能发挥配方的优势；

(3)应用广泛。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

制备石墨烯A：

先制备纤维素：

(1)将小麦秸秆粉碎预处理后，使用总酸浓为80wt％的甲酸和乙酸的有机酸液对处理后的小麦秸秆进行蒸煮，本实施例的有机酸液中乙酸与甲酸的质量比为1:12，并在加入原料前加入占小麦秸秆原料1wt％的过氧化氢(H₂O₂)作为催化剂，控制反应温度120℃，反应30min，固液质量比为1:10，并将得到的反应液进行第一次固液分离；

(2)将第一次固液分离得到的固体加入总酸浓为75wt％的甲酸和乙酸的有机酸液进行酸洗涤，其中上述总酸浓为75wt％的有机酸液中加入了占小麦秸秆原料8wt％的过氧化氢(H₂O₂)作为催化剂且乙酸与甲酸的质量比为1:12，控制温度为90℃，洗涤时间1h，固液质量比为1:9，并将反应液进行第二次固液分离；

(3)收集第一次和第二次固液分离得到的液体，于120℃，301kPa下进行高温高压蒸发，直至蒸干，将得到的甲酸和乙酸蒸气 冷凝回流至步骤(1)的反应釜中作为蒸煮液，用于步骤(1)的蒸煮；

(4)收集第二次固液分离得到的固体，并进行水洗，控制水洗温度为80℃，水洗浆浓为6wt％，并将得到的水洗浆进行第三次固液分离；

(5)收集第三次固液分离得到的液体，进行水、酸精馏，得到的混合酸液回用于步骤(1)的反应釜中作为蒸煮液用于步骤(1)的蒸煮，得到的水回用于步骤(5)作用水洗用水；

(6)收集第三次固液分离得到的固体并进行筛选得到所需的细浆纤维素。

然后以上文制备的纤维素为原料制备石墨烯：

(1)按质量比1:1混合纤维素和氯化亚铁，在150℃下搅拌进行催化处理4h，干燥至前驱体水分含量10wt％，得到前驱体；

(2)N₂气氛中，以3℃/min速率将前驱体升温至170℃，保温2h，之后程序升温至400℃，保温3h，之后升温至1200℃，保温3h后得到粗品；所述程序升温的升温速率为15℃/min；

(3)55～65℃下，将粗品经过浓度为10％的氢氧化钠溶液、4wt％的盐酸酸洗后，水洗得到生物质石墨烯，记为石墨烯A。

制备石墨烯B：

采用公开号为CN104724696A的专利中实施例10的方法，具体为：收集秸秆，处理干净后剪碎成小片，浸渍在乙醇溶液中，以100r/min的转速匀速搅拌5小时；然后将溶液转移至高速离心机中，转速设置为3000r/min，离心时间为20分钟，结束后取下层碎样。常温常压下，将碎样装入直径为15cm的细胞培养皿中，置于进风口处，调节流量参数，设置风速为6m/s，风量为1400m³/h，保持通>

制备石墨烯C：

采用公开号为CN105217621A的专利中实施例1的方法，具体为：

(1)在反应器内将2g石墨粉与3g连二硫酸钾、3g五氧化二磷和12mL浓硫酸的混合体系中反应，80℃水浴条件下搅拌4小时，至形成深蓝色溶液，冷却、抽滤、干燥后得到预氧化的石墨；

(2)取步骤(1)所制得的氧化石墨2g于三颈烧瓶中，在冰水浴的条件下与150mL浓硫酸溶液，逐渐加入25g的高锰酸钾，搅拌2小时；

(3)将上述步骤(2)的三颈烧瓶转入油浴，升温至35℃，搅拌2小时，继续搅拌并按照体积比例为1:15的量加入30wt％双氧水和去离子水的混合溶液；抽滤，分别用4mL质量分数为10％的稀盐酸和去离子水清洗1次，离心，干燥后得到第一次氧化的氧化石墨烯；

(4)将步骤(3)中制备的氧化石墨烯2g再次在冰水浴的条件下与50mL的浓硫酸溶液混合于三颈烧瓶内，逐渐加入8g的KMnO₄，搅拌1小时；

(5)将上述步骤(4)的三颈烧瓶转入油浴，升温至40℃，搅拌1小时，然后继续升温至90℃，搅拌1小时后，继续搅拌并按照体积比例为1:7的量加入30wt％双氧水和去离子水的混合溶液，继续搅拌6小时后冷却，抽滤，分别用4mL质量分数为10％的稀盐酸 和去离子水清洗2次，离心，干燥后得到尺寸均一的氧化石墨烯，记为石墨烯C。

实施例1

(1)配料：

准备紫砂坯料96％、石墨烯A1％、三聚磷酸钠1％、水玻璃2％。其中将坯料、石墨烯和水玻璃进行预混合，三聚磷酸钠单独备用。

(2)混料

配好的原料采用湿球磨法进行混合，将三聚磷酸钠溶于水中，然后将三聚磷酸钠水溶液和预混料配成固含量60％的浆料，混合均匀后进行球磨。其中球料比为3:1，球磨时间10小时。

(3)过筛、压滤、成型

球磨之后的浆料具有较好的流动性，方便过筛，目数选择为100目。过筛后通过压滤将固含量提高至80％，并将该泥饼陈腐一段时间。随后进入成型、脱模工序。

(4)烧结

烧结过程在氮气氛围保护下进行。常温～200℃需缓慢均匀升温(平均10℃/min)，并在110℃保温30分钟；200～600℃平稳升温(平均10℃/min)，较低温时升温速率可略加快；600～1200℃需分阶段控温，在1050℃和1200℃各保温30分钟。最后，降温冷却阶段，1200℃～800℃可正常冷却，800℃～400℃需要控制温度(平均5℃/min)使其缓慢冷却防止开裂，低于400℃可撤除保护气并正常随炉冷却。

实施例2

(1)配料：

准备紫砂坯料97％、石墨烯A0.5％、聚乙二醇1.5％(分子量400)、水玻璃1％。其中将坯料、石墨烯和水玻璃进行预混合，聚乙二醇单独备用。

(2)混料

配好的原料采用湿球磨法进行混合，将聚乙二醇溶于乙醇中，然后将聚乙二醇乙醇混合液和预混料配成固含量70％的浆料，随后加入适量氨水使浆料整体保持pH为9的弱碱性，混合均匀后进行球磨。其中球料比为4:1，球磨时间15小时。

(3)过筛、压滤、成型

球磨之后的浆料具有较好的流动性，方便过筛，目数选择为120目。因乙醇极易挥发，过筛后可通过烘干将固含量提高至80％，随后陈腐一段时间。随后进入成型、脱模工序。

(4)烧结

烧结过程在氩气氛围保护下进行。常温～150℃需缓慢均匀升温(平均10℃/min)，并在100℃保温30分钟；150～600℃平稳升温(平均10℃/min)，较低温时升温速率可略加快；600～1200℃需分阶段控温，在1050℃和1200℃各保温30分钟。最后，降温冷却阶段，1200℃～800℃可正常冷却，800℃～400℃需要控制温度(平均20℃/min)使其缓慢冷却防止开裂，低于400℃可撤除保护气并正常随炉冷却。

实施例3

(1)配料：

准备紫砂坯料92％、石墨烯A3％、聚丙烯酸铵2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中将坯料、石墨烯和水玻璃进行预混合，聚丙烯酸铵单独备用。

(2)混料

配好的原料采用湿球磨法进行混合，将聚丙烯酸铵溶于水中，然后加入适量氨水，使溶液整体pH值为9。将该溶液和预混料配成固含量50％的浆料，随后加入适量氨水使浆料整体保持弱碱性，混合均匀后进行球磨。其中球料比为5:1，球磨时间20小时。

(3)过筛、压滤、成型

球磨之后的浆料具有较好的流动性，方便过筛，目数选择为150目。过筛后通过压滤将固含量提高至80％，随后陈腐一段时间。随后进入成型、脱模工序。

(4)烧结

烧结过程在氩气氛围保护下进行。常温～200℃需缓慢均匀升温(平均10℃/min)，并在110℃保温30分钟；200～600℃平稳升温(平均10℃/min)，较低温时升温速率可略加快，在500℃保温10分钟；600～1200℃需分阶段控温，在1050℃和1200℃各保温30分钟。最后，降温冷却阶段，1200℃～800℃可正常冷却，800℃～400℃需要控制温度(平均10℃/min)使其缓慢冷却防止开裂，低于400℃可撤除保护气并正常随炉冷却。

实施例4

(1)配料：

准备紫砂坯料92％、石墨烯A3％、聚丙烯酸铵2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中将坯料、石墨烯和水玻璃进行预混合，聚丙烯酸铵单独备用。

(2)混料

配好的原料采用湿球磨法进行混合，将聚丙烯酸铵溶于水中，然后加入适量氨水，使溶液整体pH值为9。将该溶液和预混料配成 固含量50％的浆料，随后加入适量氨水使浆料整体保持弱碱性，混合均匀后进行球磨。其中球料比为5:1，球磨时间20小时。

(3)过筛、压滤、成型

球磨之后的浆料具有较好的流动性，方便过筛，目数选择为150目。过筛后通过压滤将固含量提高至80％，随后陈腐一段时间。随后进入成型、脱模工序。

(4)烧结

烧结过程在氩气氛围保护下进行。常温～200℃需缓慢均匀升温(平均10℃/min)，并在100℃保温60分钟；200～600℃平稳升温(平均10℃/min)，较低温时升温速率可略加快，在400℃保温20分钟；600～1200℃需分阶段控温，在1000℃和1150℃各保温60分钟。最后，降温冷却阶段，1200℃～800℃可正常冷却，800℃～400℃需要控制温度(平均10℃/min)使其缓慢冷却防止开裂，低于400℃可撤除保护气并正常随炉冷却。

实施例5

(1)配料：

准备紫砂坯料92％、石墨烯A3％、聚丙烯酸铵2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中将坯料、石墨烯和水玻璃进行预混合，聚丙烯酸铵单独备用。

(2)混料

配好的原料采用湿球磨法进行混合，将聚丙烯酸铵溶于水中，然后加入适量氨水，使溶液整体pH值为9。将该溶液和预混料配成固含量50％的浆料，随后加入适量氨水使浆料整体保持弱碱性，混合均匀后进行球磨。其中球料比为5:1，球磨时间20小时。

(3)过筛、压滤、成型

球磨之后的浆料具有较好的流动性，方便过筛，目数选择为150目。过筛后通过压滤将固含量提高至80％，随后陈腐一段时间。随后进入成型、脱模工序。

(4)烧结

烧结过程在氩气氛围保护下进行。常温～200℃需缓慢均匀升温(平均10℃/min)，并在200℃保温20分钟；200～600℃平稳升温(平均10℃/min)，较低温时升温速率可略加快，在500℃保温5分钟；600～1200℃需分阶段控温，在1050℃和1200℃各保温20分钟。最后，降温冷却阶段，1200℃～800℃可正常冷却，800℃～400℃需要控制温度(平均10℃/min)使其缓慢冷却防止开裂，低于400℃可撤除保护气并正常随炉冷却。

实施例6

(1)配料：

准备紫砂坯料92％、石墨烯A2％、碳纤维1％、聚丙烯酸铵2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中将坯料、石墨烯和水玻璃进行预混合，聚丙烯酸铵单独备用。

(2)混料

配好的原料采用湿球磨法进行混合，将聚丙烯酸铵溶于水中，然后加入适量氨水，使溶液整体pH值为9。将该溶液和预混料配成固含量50％的浆料，随后加入适量氨水使浆料整体保持弱碱性，混合均匀后进行球磨。其中球料比为5:1，球磨时间20小时。

(3)过筛、压滤、成型

球磨之后的浆料具有较好的流动性，方便过筛，目数选择为150目。过筛后通过压滤将固含量提高至80％，随后陈腐一段时间。随后进入成型、脱模工序。

(4)烧结

烧结过程在氩气氛围保护下进行。常温～200℃需缓慢均匀升温(平均10℃/min)，并在100℃保温60分钟；200～600℃平稳升温(平均10℃/min)，较低温时升温速率可略加快，在400℃保温20分钟；600～1200℃需分阶段控温，在1000℃和1150℃各保温60分钟。最后，降温冷却阶段，1200℃～800℃可正常冷却，800℃～400℃需要控制温度(平均10℃/min)使其缓慢冷却防止开裂，低于400℃可撤除保护气并正常随炉冷却。

实施例7

(1)配料：

准备紫砂坯料92％、石墨烯B3％、聚丙烯酸铵2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中将坯料、石墨烯和水玻璃进行预混合，聚丙烯酸铵单独备用。

(2)混料

配好的原料采用湿球磨法进行混合，将聚丙烯酸铵溶于水中，然后加入适量氨水，使溶液整体pH值为9。将该溶液和预混料配成固含量50％的浆料，随后加入适量氨水使浆料整体保持弱碱性，混合均匀后进行球磨。其中球料比为5:1，球磨时间20小时。

(3)过筛、压滤、成型

球磨之后的浆料具有较好的流动性，方便过筛，目数选择为150目。过筛后通过压滤将固含量提高至80％，随后陈腐一段时间。随后进入成型、脱模工序。

(4)烧结

烧结过程在氩气氛围保护下进行。常温～200℃需缓慢均匀升温(平均10℃/min)，并在100℃保温60分钟；200～600℃平稳升温(平 均10℃/min)，较低温时升温速率可略加快，在400℃保温20分钟；600～1200℃需分阶段控温，在1000℃和1150℃各保温60分钟。最后，降温冷却阶段，1200℃～800℃可正常冷却，800℃～400℃需要控制温度(平均10℃/min)使其缓慢冷却防止开裂，低于400℃可撤除保护气并正常随炉冷却。

实施例8

(1)配料：

准备紫砂坯料92％、石墨烯C3％、聚丙烯酸铵2％(分子量2000)、水玻璃3％。其中将坯料、石墨烯和水玻璃进行预混合，聚丙烯酸铵单独备用。

(2)混料

配好的原料采用湿球磨法进行混合，将聚丙烯酸铵溶于水中，然后加入适量氨水，使溶液整体pH值为9。将该溶液和预混料配成固含量50％的浆料，随后加入适量氨水使浆料整体保持弱碱性，混合均匀后进行球磨。其中球料比为5:1，球磨时间20小时。

(3)过筛、压滤、成型

球磨之后的浆料具有较好的流动性，方便过筛，目数选择为150目。过筛后通过压滤将固含量提高至80％，随后陈腐一段时间。随后进入成型、脱模工序。

(4)烧结

烧结过程在氩气氛围保护下进行。常温～200℃需缓慢均匀升温(平均10℃/min)，并在100℃保温60分钟；200～600℃平稳升温(平均10℃/min)，较低温时升温速率可略加快，在400℃保温20分钟；600～1200℃需分阶段控温，在1000℃和1150℃各保温60分钟。最后，降温冷却阶段，1200℃～800℃可正常冷却，800℃～400℃需要 控制温度(平均10℃/min)使其缓慢冷却防止开裂，低于400℃可撤除保护气并正常随炉冷却。

测试以上实施例所得产品的质量，并与现有技术作对照，结果如表1：

表1产品质量

热导率 吸水率 实施例1 2.9W/mk 1.7％ 实施例2 2.7W/mk 1.2％ 实施例3 3.4W/mk 2.4％ 实施例4 3.3W/mk 2.6％ 实施例5 3.5W/mk 2.3％ 实施例6 3.2W/mk 1.9％ 实施例7 2.5W/mk 3.1％ 实施例8 2.3W/mk 5.2％ 对照 1.8W/mk 8.6％

对照组：

对照组数据采自江西理工大学李孝馀本科毕业论文:《紫砂陶导热性能研究》。

由表1可知，与现有技术相比，本发明在导热性上有显著优势，导热率高，其传热效率高。

另外，由于紫砂产品的吸水率越小，说明其致密性越好，会带来强度上的提高，所以由表1数据可知，本发明的强度显著高于对照组。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。