CN112155410B - 一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅及其制备方法，涉及不粘锅技术领域。该不粘锅锅体的内表面由内至外依次包括第一熔覆层、第二熔覆层及生物陶瓷层、纳米陶瓷层；其中，纳米陶瓷层为表层含有纳米硒、纳米银、麦饭石纳米粉、纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3，可以直接与食物接触作用于细菌内部达到杀菌抗菌的效果，或者通过吸附的方式将细菌吸附后杀死，第二熔覆层及生物陶瓷层含有陶瓷颗粒，可进一步提高锅的硬度，提高耐磨性。本发明提供的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅的制备方法，工艺简单，适宜工业化生产。

Description

一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅及其制备方法
技术领域
本发明涉及厨具技术领域，尤其涉及一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅及其制备方法。
背景技术
厨具的卫生直接关系着人们的健康，随着人们越来越注重健康生活品质的提高，对厨具中与人们饮食直接接触的器具，如锅具的要求越来越高，不仅要求满足烹煮的功能，还要求满足卫生，如抗菌方面的功能。
使锅兼具抗菌，耐磨，具有高使用寿命的良好产品品质，是广大消费者的需求，也是大多数厂家致力研发的目标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供兼具抗菌、抗病毒，具有保健效果的不粘锅。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
本发明提供一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括锅体，
所述锅体的内表面由内至外依次包括第一熔覆层、第二熔覆层、生物陶瓷层以及纳米陶瓷层；按质量百分数计，
所述第一熔覆层的组成包括50-90％不锈钢粉(粒径20-70μm)和50-10％Othello(欧德罗)颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括粒径5-20％尖晶石MgO﹒Al2O3(粒径20-70μm)、10-50％氧化铝、20-50％氧化硅、20-40％氧化钛、10-20％不锈钢粉、10-30％Othello(欧德罗)颗粒；
所述生物陶瓷层的组成包括70-99％生物惰性陶瓷和1-30％生物活性陶瓷；
所述Othello颗粒由质量分数20-40％的铝包镍粉、20-40％的不锈钢粉、10-30％的银包铜粉、10-30％的氧化钛粉组成，粒径为20-70μm；
其中，铝包镍粉是以镍为芯部，在镍外表面均匀完整包覆一层铝的复合粉末；其由质量百分数镍80-95％，铝5-20％组成。
不锈钢粉为304不锈钢或201不锈钢。
银包铜粉是以铜为芯部，在铜外表面均匀完整包覆一层银的复合粉末；其由质量百分数铜70-95％，银5-30％组成。
其进一步地技术方案为，以质量百分数计，所述纳米陶瓷层由1-5％纳米硒，1-10％贝壳粉，1-5％纳米银，20-40％麦饭石纳米粉，5-20％纳米TiO2，5-10％纳米SiO2，20-40％纳米Al2O3组成。
其进一步地技术方案为，所述纳米陶瓷层中，纳米硒、纳米银、麦饭石纳米粉、纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3的粒径为20nm-90nm；所述贝壳粉的粒径为50nm-200nm。
其进一步地技术方案为，所述生物惰性陶瓷由20-70％氧化铝、5-20％氧化锆、20-50％二氧化钛组成，粒径为20-70μm；所述生物活性陶瓷由60-90％羟基磷灰石磷酸四钙、10-40％磷酸四钙组成，粒径为20-70μm。
其进一步地技术方案为，所述锅体的外表面设有节能层，厚度50-150μm。
其进一步地技术方案为，所述节能层由以下质量百分数的成分组成：
5-20％铁、2-5％锌、5-20％钴、3-5％镁、2-5％钙、5-15％铜、40-60％锰，5-15％镍。
其进一步地技术方案为，所述锅体的材质为铝、铁、不锈钢、铜、钛、陶瓷中的任一种。
本发明还提供制备上述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅的方法，包括以下步骤：
S1、将清洁干净的锅体进行喷砂处理；
可采用化学脱脂的方法对锅体进行表面净化，得到清洁干净的锅体。所述化学脱脂是指采用有机溶剂清洗脱脂或使用碱性处理剂浸泡脱脂。
进一步地，用24目的棕刚玉对锅体内表面进行喷砂处理，喷射压力为0.5～0.75MPa，喷气速度为1～2m3/min，喷砂速度为10kg/h，处理时间为45～60s，喷射角度为75°～90°，喷射距离为30～50mm。使锅体表面粗糙度达到Ra＝5.0-12.0μm；该粗糙度有助于第一熔覆层具有最佳的附着力，提高第一熔覆层与锅体的结合强度。
S2、将锅体加热至220-280℃，依次进行激光熔覆第一熔覆层、第二熔覆层及生物陶瓷层；
S3、采用冷喷涂的方式喷涂纳米陶瓷层。
进一步地技术方案为，还包括步骤S4，用冷喷涂的方式喷涂节能层。
纳米陶瓷层、节能层可以直接用冷喷涂的方法进行喷涂。
冷喷涂工作原理：冷喷涂是基于空气动力学原理的一种喷涂技术。其工作过程是利高压气体低温加热，携带粉末颗粒，通过拉瓦尔喷管产生1300m/s-1700m/s超音速气流，金属粉末以500m/s-900m/s速度在完全固态下从轴向撞击基体材料，通过强烈的塑性变形而沉积于基体表面上形成涂层的一种喷涂方式。冷喷涂的方式可获得低含氧量、低内应力、大厚度、高密度的单质或复合材料涂层。
其进一步地技术方案为，所述步骤S2具体包括：
第一熔覆层：在锅体内表面的用采用激光束辐照扫描熔化不锈钢粉和Othello(欧德罗)颗粒，使第一熔覆层与锅体紧密结合，第一熔覆层厚度为50-80μm；
第二熔覆层：将尖晶石、氧化铝、氧化硅、氧化钛、不锈钢粉、Othello(欧德罗)颗粒混合均匀，于第一熔覆层上，采用激光束辐照扫描使其熔化，使第二熔覆层与第一熔覆层紧密结合，第二熔覆层厚度为20-100μm；
生物陶瓷层：按比例将各成分混合均匀，于第二熔覆层上，采用激光束辐照扫描使其熔化，使生物陶瓷层与第二熔覆层紧密结合，生物陶瓷层厚度为50-60μm。
生物陶瓷层喷涂完成后，在生物陶瓷层上，喷涂纳米陶瓷层。
可以理解地，激光熔覆的方法是指采用激光熔覆机，以氩气为保护气，光纤激光器为发射激光源，以锥形粉束同轴送粉方式即将配制的粉末进行多道搭接至基体上进行激光熔覆，控制激光熔覆的激光功率、光斑直径、扫描速度和送粉速度，达到搭接系数为0.6。
其进一步地技术方案为，所述激光熔覆的功率为400～900W，光斑直径为1.2～4mm，扫描速度为50～500mm/s，送粉速度为5～30g/s。
与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：
本发明提供的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，锅体的内表面由内至外依次包括第一熔覆层、第二熔覆层、生物陶瓷层以及纳米陶瓷层，其中第一熔覆层含有不锈钢粉和Othello颗粒，通过激光熔覆的方式能够使第一熔覆层与锅底进行良好的结合；第二熔覆层既含有金属混合颗粒(不锈钢粉、Othello颗粒)也含有一定量的陶瓷颗粒和尖晶石，第二熔覆层在与第一熔覆层结合的同时，通过加入尖晶石和陶瓷颗粒，可进一步提升锅的硬度；生物陶瓷层由生物惰性陶瓷和生物活性陶瓷组成，具有较高的强度、耐磨性及化学稳定性；纳米陶瓷层作为表层，含有纳米硒，贝壳粉，纳米银，麦饭石纳米粉，纳米TiO2，纳米SiO2，纳米Al2O3等具有抗菌抗病毒功能的粒子，可以使锅体表面具有抗菌抗病毒的作用，提高锅体的保健性能。
本发明提供的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅的制备方法，工艺简单，适宜工业化生产。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅的涂层示意图。
附图标记
锅体1，第一熔覆层2，第二熔覆层3，生物陶瓷层4，节能层5、纳米陶瓷层6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
参见图1，本发明实施例提供一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括锅体1，所述锅体1的内表面由内至外依次包括第一熔覆层2、第二熔覆层3及生物陶瓷层4，纳米陶瓷层6；按质量百分数计，
所述第一熔覆层的组成包括50-90％不锈钢粉和50-10％Othello颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括5-20％尖晶石、10-50％氧化铝、20-50％氧化硅、20-40％氧化钛、10-20％不锈钢粉、10-30％Othello颗粒；
所述生物陶瓷层的组成包括70-99％生物惰性陶瓷和1-30％生物活性陶瓷；
所述Othello颗粒由质量分数20-40％的铝包镍粉、20-40％的不锈钢粉、10-30％的银包铜粉、10-30％的氧化钛粉组成，粒径为20-70μm；
其中，铝包镍粉由质量百分数镍80-95％，铝5-20％组成；
不锈钢粉为304不锈钢或201不锈钢；
银包铜粉由质量百分数铜70-95％，银5-30％组成。
可以理解地，第一熔覆层与锅体接触，含有不锈钢粉和Othello(欧德罗)颗粒，通过激光熔覆的方式能够与锅底进行良好的结合；第二熔覆层既含有金属混合颗粒(不锈钢粉、Othello(欧德罗)颗粒)也含有一定量的陶瓷颗粒和尖晶石，第二熔覆层在与第一熔覆层结合的同时，通过加入尖晶石和陶瓷颗粒，可进一步提升锅的硬度；生物陶瓷层由生物惰性陶瓷和生物活性陶瓷组成，具有较高的强度、耐磨性及化学稳定性；纳米陶瓷层作为表层，含有纳米硒，贝壳粉，纳米银，麦饭石纳米粉，纳米TiO2，纳米SiO2，纳米Al2O3，且麦饭石具有一定生物活性，其抗菌保健功效已被公认，对细菌具有很强的吸附作用，而银离子可直接参与灭菌，在其他组分的配合下，本发明提供的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅具有抗菌抗病毒的功能。
在一实施例中，以质量百分数计，所述纳米陶瓷层由1-5％纳米硒，1-10％贝壳粉，1-5％纳米银，20-40％麦饭石纳米粉，5-20％纳米TiO2，5-10％纳米SiO2，20-40％纳米Al2O3组成。
在一实施例中，所述纳米陶瓷层中，纳米硒、纳米银、麦饭石纳米粉、纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3的粒径为20nm-90nm；所述贝壳粉的粒径为50nm-200nm。
在一实施例中，所述生物惰性陶瓷由20-70％氧化铝、5-20％氧化锆、20-50％二氧化钛组成，粒径为20-70μm；所述生物活性陶瓷由60-90％羟基磷灰石磷酸四钙、10-40％磷酸四钙组成，粒径为20-70μm。
在一实施例中，所述锅体的外表面设有节能层。
所述节能层由以下质量百分数的成分组成：
5-20％铁、2-5％锌、5-20％钴、3-5％镁、2-5％钙、5-15％铜、40-60％锰，5-15％镍。上述成分均为粉末状，粒径为20-70μm。
在一实施例中，所述节能层由以下质量百分数的成分组成：
10％铁、5％锌、15％钴、5％镁、5％钙、5％铜、40％锰，15％镍。
在一实施例中，所述节能层由以下质量百分数的成分组成：
15％铁、5％锌、10％钴、5％镁、5％钙、10％铜、40％锰，10％镍。
可以理解地，节能层通过上述组分的搭配，可以起到节能、导磁的技术效果。本领域技术人员可以根据需要选择适合的配比关系。
节能层的金属粉末可以辐射远红外波。该涂层具有高辐射，辐射能以远红外波的形式传递，当远红外波辐射到被加热物体上时就被加热物体所吸收。远红外波穿透能力强，可以穿过锅体，穿透到食物里面，使被加热物体的表面和里面同时加热，进而缩短加热时间且受热均匀。如果锅体是铝锅不能在电磁炉上直接使用，有了该涂层，就可以导磁，可以在电磁炉使用，拓展了应用范围。
其他实施例中，所述锅体的材质为铝、铁、不锈钢、铜、钛、陶瓷中的任一种。
本发明实施例还提供制备上述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅的方法，包括以下步骤：
S1、将清洁干净的锅体进行喷砂处理；
锅体成型之后，需要对锅体除油、除尘的清洁操作，清洁干净的锅体有利于提高各涂层与锅体的结合力。可采用化学脱脂的方法对锅体进行表面净化，得到清洁干净的锅体。所述化学脱脂是指采用有机溶剂清洗脱脂或使用碱性处理剂浸泡脱脂。
进一步地，用24目的棕刚玉对锅体内表面进行喷砂处理，喷射压力为0.5～0.75MPa，喷气速度为1～2m3/min，喷砂速度为10kg/h，处理时间为45～60s，喷射角度为75°～90°，喷射距离为30～50mm。使锅体表面粗糙度达到Ra＝5.0-12.0μm；该粗糙度有助于第一熔覆层具有最佳的附着力，提高第一熔覆层与锅体的结合强度。
S2、将锅体加热至220-280℃，依次进行激光熔覆第一熔覆层、第二熔覆层及生物陶瓷层；
可以理解地，激光熔覆的方法是指采用激光熔覆机，以氩气为保护气，光纤激光器为发射激光源，以锥形粉束同轴送粉方式即将配制的粉末进行多道搭接至基体上进行激光熔覆，控制激光熔覆的激光功率、光斑直径、扫描速度和送粉速度，达到搭接系数为0.6。
S3、采用冷喷涂的方式喷涂纳米陶瓷层、节能层。
纳米陶瓷层厚度为20-50μm
纳米陶瓷层、节能层使用冷喷涂的方法进行喷涂。
冷喷涂工作原理：冷喷涂是基于空气动力学原理的一种喷涂技术。其工作过程是利高压气体低温加热，携带粉未颗粒，通过拉瓦尔喷管产生1300m/s-1700m/s超音速气流，金属粉末以500m/s-900m/s速度在完全固态下从轴向撞击基体材料，通过强烈的塑性变形而沉积于基体表面上形成涂层的一种喷涂方式。冷喷涂的方式可获得低含氧量、低内应力、大厚度、高密度的单质或复合材料涂层。
具体地，所述步骤S2具体包括：
第一熔覆层：在锅体内表面的用采用激光束辐照扫描熔化不锈钢粉和Othello(欧德罗)颗粒，使第一熔覆层与锅体紧密结合，第一熔覆层厚度为50-80μm；
第二熔覆层：将尖晶石、氧化铝、氧化硅、氧化钛、不锈钢粉、Othello(欧德罗)颗粒混合均匀，于第一熔覆层上，采用激光束辐照扫描使其熔化，使第二熔覆层与第一熔覆层紧密结合，第二熔覆层厚度为20-100μm；
生物陶瓷层：按比例将各成分混合均匀，于第二熔覆层上，采用激光束辐照扫描使其熔化，使生物陶瓷层与第二熔覆层紧密结合，生物陶瓷层厚度为50-60μm。
生物陶瓷层喷涂完成后，在生物陶瓷层上，喷涂纳米陶瓷层。
所述激光熔覆的功率为400～900W，光斑直径为1.2～4mm，扫描速度为50～500mm/s，送粉速度为5～30g/s。
如无特别说明，以下实施例提供的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅均采用上述制备方法制得。
以下实施例中，如无特别说明，“％”均指质量百分数。
实施例1
本发明实施例1提供一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括厚度为500μm的锅体，所述锅体的内表面由内至外依次包括厚度为50μm的第一熔覆层、厚度为50μm的第二熔覆层、厚度为50μm的生物陶瓷层、厚度为30μm的纳米陶瓷层；所述锅体的外表面还有厚度为80μm的节能层。锅体的材质为铝。
所述第一熔覆层的组成包括50％不锈钢粉(粒径50μm)和50％Othello(欧德罗)颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括粒径均为50μm的10％尖晶石、30％氧化铝、20％氧化硅、20％氧化钛、10％不锈钢粉、10％Othello(欧德罗)颗粒；
所述生物陶瓷层的组成包括90％生物惰性陶瓷和10％生物活性陶瓷；所述生物惰性陶瓷由20％氧化铝、20％氧化锆、60％二氧化钛组成，粒径为50μm；所述生物活性陶瓷由60％羟基磷灰石磷酸四钙、40％磷酸四钙组成，粒径为50μm。
所述Othello(欧德罗)颗粒由30％的铝包镍粉、30％的不锈钢粉、20％的银包铜粉、20％的氧化钛粉组成，粒径为50μm。
纳米陶瓷层中各成分的比例为5％纳米硒，10％贝壳粉，5％纳米银，30％麦饭石纳米粉，10％纳米TiO2，10％纳米SiO2，30％纳米Al2O3。
其中，铝包镍粉由质量百分数镍80％，铝20％组成；不锈钢粉为304不锈钢；银包铜粉由质量百分数铜85％，银15％组成。
所述节能层由以下质量百分数的成分组成：
5％铁、5％锌、10％钴、5％镁、5％钙、10％铜、50％锰，10％镍。
实施例2
本发明实施例2提供一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括厚度为500μm的锅体，所述锅体的内表面由内至外依次包括厚度为70μm的第一熔覆层、厚度为30μm的第二熔覆层、厚度为60μm的生物陶瓷层、厚度为50μm的纳米陶瓷层；所述锅体的外表面还有厚度为80μm的节能层。锅体的材质为铝。
所述第一熔覆层的组成包括80％不锈钢粉(粒径50μm)和20％Othello(欧德罗)颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括粒径均为50μm的5％尖晶石、25％氧化铝、20％氧化硅、20％氧化钛、10％不锈钢粉、10％Othello(欧德罗)颗粒；
所述生物陶瓷层的组成包括80％生物惰性陶瓷和20％生物活性陶瓷；所述生物惰性陶瓷由40％氧化铝、20％氧化锆、40％二氧化钛组成，粒径为50μm；所述生物活性陶瓷由80％羟基磷灰石磷酸四钙、20％磷酸四钙组成，粒径为50μm。所述Othello(欧德罗)颗粒由30％的铝包镍粉、30％的不锈钢粉、20％的银包铜粉、20％的氧化钛粉组成，粒径为50μm。
纳米陶瓷层中各成分的比例为5％纳米硒，10％贝壳粉，5％纳米银，30％麦饭石纳米粉，15％纳米TiO2，5％纳米SiO2，20％纳米Al2O3。
其中，铝包镍粉由质量百分数镍88％，铝12％组成；不锈钢粉为304不锈钢；银包铜粉由质量百分数铜91％，银9％组成。
实施例3
本发明实施例3提供一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括厚度为500μm的锅体，所述锅体的内表面由内至外依次包括厚度为75μm的第一熔覆层、厚度为55μm的第二熔覆层、厚度为60μm的生物陶瓷层、厚度为50μm的纳米陶瓷层；所述锅体的外表面还有厚度为80μm的节能层。锅体的材质为铝。
所述第一熔覆层的组成包括75％不锈钢粉(粒径50μm)和25％Othello(欧德罗)颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括粒径均为50μm的10％尖晶石、15％氧化铝、30％氧化硅、20％氧化钛、15％不锈钢粉、10％Othello(欧德罗)颗粒；
所述生物陶瓷层的组成包括75％生物惰性陶瓷和25％生物活性陶瓷；所述生物惰性陶瓷由60％氧化铝、20％氧化锆、20％二氧化钛组成，粒径为50μm；所述生物活性陶瓷由80％羟基磷灰石磷酸四钙、20％磷酸四钙组成，粒径为50μm。
所述Othello(欧德罗)颗粒由质量分数30％的铝包镍粉、30％的不锈钢粉、20％的银包铜粉、20％的氧化钛粉组成，粒径为50μm。
纳米陶瓷层中各成分的比例为5％纳米硒，10％贝壳粉，5％纳米银，40％麦饭石纳米粉，10％纳米TiO2，10％纳米SiO2，20％纳米Al2O3。
其中，铝包镍粉由质量百分数镍80％，铝20％组成；不锈钢粉为304不锈钢；银包铜粉由质量百分数铜85％，银15％组成。
实施例4
本发明实施例4提供一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括厚度为500μm的锅体，所述锅体的内表面由内至外依次包括厚度为65μm的第一熔覆层、厚度为40μm的第二熔覆层、厚度为50μm的生物陶瓷层、厚度为45μm的纳米陶瓷层；所述锅体的外表面还有厚度为100μm的节能层。锅体的材质为铝。
所述第一熔覆层的组成包括90％不锈钢粉(粒径50μm)和10％Othello(欧德罗)颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括粒径均为50μm的5％尖晶石、35％氧化铝、20％氧化硅、20％氧化钛、10％不锈钢粉、10％Othello(欧德罗)颗粒；
所述生物陶瓷层的组成包括80％生物惰性陶瓷和20％生物活性陶瓷；所述生物惰性陶瓷由60％氧化铝、20％氧化锆、20％二氧化钛组成，粒径为50μm；所述生物活性陶瓷由80％羟基磷灰石磷酸四钙、20％磷酸四钙组成，粒径为50μm。
所述Othello(欧德罗)颗粒由30％的铝包镍粉、30％的不锈钢粉、20％的银包铜粉、20％的氧化钛粉组成，粒径为50μm。
纳米陶瓷层中各成分的比例为5％纳米硒，10％贝壳粉，5％纳米银，30％麦饭石纳米粉，15％纳米TiO2，5％纳米SiO2，20％纳米Al2O3。
其中，铝包镍粉由质量百分数镍90％，铝10％组成；不锈钢粉为304不锈钢；银包铜粉由质量百分数铜85％，银15％组成。
实施例5
本发明实施例5提供一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括厚度为500μm的锅体，所述锅体的内表面由内至外依次包括厚度为70μm的第一熔覆层、厚度为30μm的第二熔覆层、厚度为40μm的生物陶瓷层、厚度为40μm的纳米陶瓷层；所述锅体的外表面还有厚度为110μm的节能层。锅体的材质为铝。
所述第一熔覆层的组成包括80％不锈钢粉(粒径50μm)和20％Othello(欧德罗)颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括粒径均为50μm的5％尖晶石、25％氧化铝、20％氧化硅、20％氧化钛、10％不锈钢粉、10％Othello(欧德罗)颗粒；
所述生物陶瓷层的组成包括85％生物惰性陶瓷和15％生物活性陶瓷；所述生物惰性陶瓷由30％氧化铝、20％氧化锆、50％二氧化钛组成，粒径为50μm；所述生物活性陶瓷由80％羟基磷灰石磷酸四钙、20％磷酸四钙组成，粒径为50μm。
所述Othello(欧德罗)颗粒由质量分数20％的铝包镍粉、20％的不锈钢粉、30％的银包铜粉、30％的氧化钛粉组成，粒径为50μm。
纳米陶瓷层中各成分的比例为5％纳米硒，10％贝壳粉，5％纳米银，30％麦饭石纳米粉，15％纳米TiO2，5％纳米SiO2，20％纳米Al2O3。
其中，铝包镍粉由质量百分数镍88％，铝12％组成；不锈钢粉为304不锈钢；银包铜粉由质量百分数铜85％，银15％组成。
实施例6
本发明实施例6提供一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括厚度为500μm的锅体，所述锅体的内表面由内至外依次包括厚度为40μm的第一熔覆层、厚度为30μm的第二熔覆层、厚度为45μm的生物陶瓷层、厚度为50μm的纳米陶瓷层；所述锅体的外表面还有厚度为100μm的节能层。锅体的材质为铝。
所述第一熔覆层的组成包括60％不锈钢粉(粒径30μm)和40％Othello(欧德罗)颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括粒径均为30μm的5％尖晶石、25％氧化铝、20％氧化硅、20％氧化钛、10％不锈钢粉、10％Othello(欧德罗)颗粒；
所述生物陶瓷层的组成81％生物惰性陶瓷和19％生物活性陶瓷；所述生物惰性陶瓷由60％氧化铝、20％氧化锆、20％二氧化钛组成，粒径为50μm；所述生物活性陶瓷由70％羟基磷灰石磷酸四钙、30％磷酸四钙组成，粒径为50μm。
所述Othello(欧德罗)颗粒由质量分数30％的铝包镍粉、30％的不锈钢粉、20％的银包铜粉、20％的氧化钛粉组成，粒径为30μm。
纳米陶瓷层中各成分的比例为5％纳米硒，10％贝壳粉，5％纳米银，30％麦饭石纳米粉，15％纳米TiO2，5％纳米SiO2，20％纳米Al2O3。
其中，铝包镍粉由质量百分数镍80％，铝20％组成；不锈钢粉为304不锈钢；银包铜粉由质量百分数铜90％，银10％组成。
对比例1：与实施例1的不同之处在于，对比例1缺少生物陶瓷层，锅体厚度为530μm。
对比例2：与实施例1的不同之处在于，对比例2的缺少纳米陶瓷层，锅体厚度为530μm。
对比例3：与实施例1的不同之处在于，对比例3的第一熔覆层均为不锈钢粉。
耐磨及热效率测试
对实施例1、对比例1-3提供的不粘锅进行耐磨及热效率测试。测试结果如下表1。
其中，耐磨测试的方法为，用3M-7447百洁布在锅体上方施加3kg静态垂直压力，来回摩擦，前后为一次循环，每1000次更换百洁布，记录循环次数。
热效率测试的方法为，打开智能程控变频电源仪器，设定电压为220V，按启动开关，并按下显示屏电源开关。样品内加入500ml常温清水。接通电磁炉电源并调至功率最大档进行加热，直到水煮沸，记录煮沸时功率和时间，计算热效率。
表1耐磨及热效率测试结果
测试项目 实施例1 对比例1 对比例2 对比例3
耐磨测试 280000 140000 180000 120000
热效率％ 89.50 91.50 89.50 59.40
抗菌性能测试：
样品：实施例1；
对照样：无抗菌性能塑料膜，由SGS实验室提供。
测试方法参考GB/T21510-2008，附录C；
试验菌种：白色念珠菌ATCC 10231，金黄色葡萄球菌ATCC 6538，大肠杆菌ATCC25922。
测试结果见表2。
表2为实施例1的抗菌性能测试结果
Figure BDA0002712778180000131
按抗菌测试方法，将对照例替换为不锈钢，抗菌性能测试结果见表3。
表3实施例1和不锈钢的抗菌性能测试结果
Figure BDA0002712778180000132
Figure BDA0002712778180000141
由表3结果可知，不锈钢对白色念珠菌不起抵抗作用，只会对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌起抵抗作用。
对实施例1-2提供的抗菌锅进行抗菌分级试验
样品：实施例1-2、对比例1-3；
测试方法参考GB/T21551.2-2010，附录C抗霉菌性能试验方法3及效果评价；
试验菌种：黑曲霉ATCC 6275，土曲霉AS 3.3935，宛氏拟青霉AS 3.4253，绳状青霉AS 3.3875，出芽短梗霉AS 3.3984，球毛壳ATCC 6205。
等级评定标准：
0级-不长，即显微镜(放大50倍)下观察未见生长；
1级-痕迹生长，即肉眼可见生长，但生长覆盖面积小于10％；
2级-生长覆盖面积小于30％；但不小于10％(轻度生长)；
2级-生长覆盖面积小于60％；但不小于30％(中度生长)；
4级-生长覆盖面积大于60％至全面覆盖(严重生长)。
测试结果见表4。
表4实施例1-2、对比例1-3的抗菌等级
Figure BDA0002712778180000142
表4结果可知，本发明提供激光熔覆抗菌抗病毒锅的抗菌性能良好，明显优于对比例1-3；对比例3虽然具有一定的抗菌性能，但其耐磨性差。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，包括锅体，其特征在于，所述锅体的内表面由内至外依次包括第一熔覆层、第二熔覆层、生物陶瓷层以及纳米陶瓷层；按质量百分数计，
所述第一熔覆层的组成包括50-90％不锈钢粉和50-10％Othello颗粒；
所述第二熔覆层的组成包括5-20％尖晶石、10-35％氧化铝、20-30％氧化硅、20-40％氧化钛、10-20％不锈钢粉、10-30％Othello颗粒；
所述生物陶瓷层的组成包括70-99％生物惰性陶瓷和1-30％生物活性陶瓷；
所述Othello颗粒由质量分数20-40％的铝包镍粉、20-40％的不锈钢粉、10-30％的银包铜粉、10-30％的氧化钛粉组成，粒径为20-70μm；
其中，铝包镍粉由质量百分数镍80-95％，铝5-20％组成；
不锈钢粉为304不锈钢或201不锈钢；
银包铜粉由质量百分数铜70-95％，银5-30％组成；
所述纳米陶瓷层由1-5％纳米硒，1-10％贝壳粉，1-5％纳米银，20-40％麦饭石纳米粉，5-20％纳米TiO2，5-10％纳米SiO2，20-40％纳米Al2O3组成；
所述生物惰性陶瓷由30-70％氧化铝、5-20％氧化锆、20-50％二氧化钛组成，粒径为20-70μm；所述生物活性陶瓷由60-90％羟基磷灰石磷酸四钙、10-40％磷酸四钙组成，粒径为20-70μm。
2.如权利要求1所述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，其特征在于，所述纳米陶瓷层中，纳米硒、纳米银、麦饭石纳米粉、纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3的粒径为20nm-90nm；所述贝壳粉的粒径为50nm-200nm。
3.如权利要求1所述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，其特征在于，所述锅体的外表面设有节能层，厚度50-150μm。
4.如权利要求3所述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，其特征在于，以质量百分数计，所述节能层由以下质量百分数的成分组成：
5-20％铁、2-5％锌、5-20％钴、3-5％镁、2-5％钙、5-15％铜、40-60％锰，5-15％镍。
5.如权利要求1所述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅，其特征在于，所述锅体的材质为铝、铁、不锈钢、铜、钛、陶瓷中的任一种。
6.制备如权利要求1-5任一项所述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将清洁干净的锅体进行喷砂处理；
S2、将锅体加热至220-280℃，依次进行激光熔覆第一熔覆层、第二熔覆层及生物陶瓷层；
S3、采用冷喷涂的方式喷涂纳米陶瓷层。
7.如权利要求6所述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
第一熔覆层：在锅体内表面的用采用激光束辐照扫描熔化不锈钢粉和Othello颗粒，使第一熔覆层与锅体结合，第一熔覆层厚度为50-80μm；
第二熔覆层：将尖晶石、氧化铝、氧化硅、氧化钛、不锈钢粉、Othello颗粒混合均匀，于第一熔覆层上，采用激光束辐照扫描使其熔化，使第二熔覆层与第一熔覆层结合，第二熔覆层厚度为20-100μm；
生物陶瓷层：按比例将各成分混合均匀，于第二熔覆层上，采用激光束辐照扫描使其熔化，使生物陶瓷层与第二熔覆层结合，生物陶瓷层厚度为50-60μm。
8.如权利要求7所述的激光熔覆抗菌抗病毒保健锅的制备方法，其特征在于，还包括用冷喷涂的方式喷涂节能层。
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