CN113455912A - 锅具和烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了锅具和烹饪器具。所述锅具包括：锅体；钛基准晶涂层，钛基准晶涂层设置在锅体的至少一部分的内表面上，其中，钛基准晶涂层包含二十面体准晶相。由此，钛基准晶涂层具有较佳的耐腐蚀性和不粘性，有效保证锅具在酸性和含氯离子较多的水溶液中使用时，可以避免发生点蚀，提高锅具的耐腐蚀性能，延长锅具的使用寿命；而且，二十面体准晶相使得钛基准晶涂层的表面能较低，可以更进一步的提高钛基准晶涂层的不粘性。

Description

锅具和烹饪器具

技术领域

本发明涉及锅具技术领域，具体的，涉及锅具和烹饪器具。

背景技术

准晶具有良好的不粘性，同时具有高硬度、耐磨损和抗腐蚀性能，其中，铝基准晶是目前研究最广泛的准晶体系，但铝基准晶在苛刻的酸性环境和氯离子较多的盐水中使用时，易发生点蚀，导致其耐蚀性会变差。

因此，关于锅具不粘涂层的研究有待深入。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有不粘性好、耐腐蚀性较佳或使用寿命较长等优点的锅具。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种锅具。根据本发明的实施例，所述锅具包括：锅体；钛基准晶涂层，所述钛基准晶涂层设置在所述锅体的至少一部分的内表面上，其中，所述钛基准晶涂层包含二十面体准晶相。由此，钛基准晶涂层不仅具有良好的不粘性，而且由于钛元素的惰性较大，可使得钛基准晶涂层相比其他准晶材料形成的涂层的耐腐蚀性更佳，有效保证锅具在酸性和含氯离子较多的水溶液中使用时，可以避免发生点蚀，提高锅具的耐腐蚀性能，延长锅具的使用寿命；进一步的，由于钛基准晶涂层的耐酸腐蚀和耐氯离子腐蚀性佳，可以扩展上述锅具的应用地域，提升锅具的市场竞争力；而且，二十面体准晶相使得钛基准晶涂层的表面能较低，可以更进一步的提高钛基准晶涂层的不粘性。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层远离所述锅体的至少一部分表面具有二氧化钛。由此，钛基准晶涂层表面的二氧化钛，可以使得钛基准晶涂层具有良好的抗菌能力，以进一步提高保证烹饪食物的安全性。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层的内部和/或远离所述锅体的至少一部分表面具有氮化钛。钛基准晶涂层的具有一定的脆性，钛基准晶涂层表面的氮化钛，能够降低钛基准晶涂层整体的脆性，防止应力的冲击或应力集中对涂层造成的破裂；进一步的，位于钛基准晶涂层表面的氮化钛还能够提高钛基准晶涂层的疏水性能，进而进一步提高锅具的不粘性；再者，还能够降低锅具加热时的热应力，从而进一步提高钛基准晶涂层的抗腐蚀性能。

根据本发明的实施例，所述二氧化钛层和/或所述氮化钛层中的钛原子与所述钛基准晶涂层中的钛原子之间通过金属键连接。由此，提高了二氧化钛和/或所述氮化钛与钛基准晶涂层之间的结合强度，且防止了钛基准晶涂层存在界面时的导热、耐腐蚀等性能的降低。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层的孔隙率小于等于5％。由此，钛基准晶涂层具有较低的孔隙率，较高的致密性，可以进一步避免点蚀的发生，提高锅具的耐腐蚀性，而且还可以避免钛基准晶涂层裂纹的产生；若空隙率大于5％，则钛基准晶涂层的硬度、耐磨性以及耐腐蚀性会相对变差，导致锅具的耐久性降低。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层的厚度为100～200微米。由于钛基准晶涂层具有高硬度和高耐磨的特性，因此长期使用铁铲、百洁布等清洁用具清洗时，不会导致钛基准晶涂层破坏和脱落，可赋予锅体持久不粘性和耐腐蚀性，但考虑到钛基准晶涂层厚度对锅具表面的热导率影响很大，准晶涂层太薄则起不到均热的作用，而钛基准晶涂层过厚则会使钛基准晶涂层外表面结构疏松、孔隙增加，涂层硬度、耐磨性、附着力和不粘性下降，故而本发明的实施例中准晶涂层厚度为100～200微米，如此，既可以保证钛基准晶涂层起到较好的匀热作用，又不会导致钛基准晶涂层外表面结构疏松、孔隙增加，涂层硬度、耐磨性和不粘性下降的问题。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层的热导率为1W/mK～5W/mK。由此，使得锅具受热较为均匀，且进一步的，钛基准晶涂层的热导率在该范围内，能降低锅具所受到的热应力，提高锅具的耐腐蚀性能；若导热率偏小，则会导致锅具的传热效率相对低；若导热率偏大，则会导致锅具的温度相对不均匀。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层的表面粗糙度小于2微米。由此，有助于进一步提高钛基准晶涂层的不粘性，若粗糙度过大，当该钛基准晶涂层与外界器具接触时容易被外界器具破坏，降低锅具的不粘性和耐腐蚀性。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层包括：第一子涂层，所述第一子涂层设置在所述锅体的至少一部分的内表面上；第二子涂层，所述第二子涂层设置在所述第一子涂层远离所述锅体的表面上；其中，形成所述第一子涂层的第一准晶颗粒的粒径小于形成所述第二子涂层的第二准晶颗粒的粒径。由此，由此，大粒径的第一准晶颗粒形成的第一子涂层，在制备工艺中可以进一步提升准晶颗粒的利用率，而且使得第一子涂层具有一定的孔隙率，而一定的孔隙率可以进一步降低钛基准晶涂层的导热率，使得整个准晶涂层表面温度更为均匀，进而可改善涂层的不粘性，再者，大粒径的准晶颗粒制备成本较低，进而也就降低了整个工艺的消费成本；但孔隙率对耐蚀性能有较大影响，所以在第一子涂层的外表面上再形成更致密的第二子涂层，以此来提高最终获得的钛基准晶涂层的耐蚀性和致密性，而且小粒径的准晶颗粒形成的准晶涂层的不粘性更佳。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层包括钛和附加元素，其中，所述附加元素包括锆、镍、硅、锰、钒、铁或锂中的至少一种。由此，可以得到准晶含量高、硬度大、耐腐蚀性佳等性能的钛基准晶涂层。

根据本发明的实施例，形成所述钛基准晶涂层的原料包括原子个数比为(30-50)：(30-50)：(10-30)的钛、锆和镍。由此，可以得到准晶含量高(准晶含量高达50wt％～90wt％)、硬度大、耐腐蚀性佳等性能的钛基准晶涂层。

根据本发明的实施例，基于所述钛基准晶涂层的总质量，所述钛基准晶涂层中的所述准晶的含量为50wt％～90wt％。由此，可以保证钛基准晶层具有较佳的不粘性、较高的强度以及较强的耐蚀性，即锅具具有较佳的不粘性、较高的强度以及较强的耐蚀性。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层是利用冷喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂制备的。由此，冷喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂制备的钛基准晶涂层具有较低的空隙率、较高的致密性，可进一步提高锅具的耐腐蚀性，所以，钛基准晶的选择配合涂层的上述喷涂方法，可以使得涂层具有优越的耐腐蚀性。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层靠近所述锅体的表面具有第一凹凸结构，所述第一凹凸结构是由形成所述钛基准晶涂层的部分准晶颗粒的至少一部分嵌入到所述锅体中形成的。由此，准晶颗粒和锅体的表面发生形变而形成第一凹凸结构，锅体和钛基准晶涂层相接触的部分形成相互交错的过渡结构，可以有效地提高钛基准晶涂层与锅体之间的结合力，且同时提高钛基准晶涂层的致密度，有效避免锅具在使用过程中发生开裂的不良现象，进而延长锅具的使用寿命。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层远离所述锅体的表面具有第二凹凸结构，所述第二凹凸结构的凹陷部填充有空气。由此，凹陷部填充的空气不仅可以有效提高锅具加热的均匀性，而且还可以进一步提高锅具的表面的疏水性，进而进一步提高锅具的不粘性。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种烹饪器具。根据本发明的实施例，所述烹饪设备包括前面所述的锅具。由此，该烹饪器具在烹饪食物时，食物不会粘锅，进而提高食物的口感和美观，烹饪器具的使用寿命也较长。此外，本领域技术人员可以理解，该烹饪器具具有前面所述准晶涂层的所有特征和优点，在此不再一一赘述。

附图说明

图1是本发明一个实施例中锅具的结构示意图。

图2是本发明另一个实施例中锅具的局部截面示意图。

图3是本发明另一个实施例中锅具的局部截面示意图。

附图标记：100-锅体；200-钛基准晶涂层；210-第一凹凸结构；220-第二凹凸结构；221-凹陷部

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种锅具。根据本发明的实施例，参照图1，锅具包括：锅体100；钛基准晶涂层200，钛基准晶涂层200设置在锅体100的至少一部分的内表面上，其中，钛基准晶涂层200包含二十面体准晶相。由此，钛基准晶涂层不仅具有良好的不粘性，而且由于钛元素的惰性较大，可使得钛基准晶涂层相比其他准晶材料形成的涂层的耐腐蚀性更佳，有效保证锅具在酸性和含氯离子较多的水溶液中使用时，可以避免发生点蚀，提高锅具的耐腐蚀性能，延长锅具的使用寿命；进一步的，由于钛基准晶涂层的耐酸腐蚀和耐氯离子腐蚀性佳，可以扩展上述锅具的应用地域，提升锅具的市场竞争力；而且，二十面体准晶相使得钛基准晶涂层的表面能较低，可以更进一步的提高钛基准晶涂层的不粘性。

需要说明的是，上述“内表面”是锅具使用时，锅体靠近食物的表面，即设置钛基准晶涂层之后，钛基准晶涂层直接与食物接触。

根据本发明的实施例，形成锅体的材料选自碳钢、铝合金、不锈钢、铁或陶瓷中的至少一种。由此，锅体具有足够的强度使得可在其表面形成钛基准晶涂层，而且上述材料具有较好的导热性，满足锅具的使用要求。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层远离所述锅体的至少一部分表面具有二氧化钛。由此，钛基准晶涂层表面的二氧化钛，可以使得钛基准晶涂层具有良好的抗菌能力，以进一步提高保证烹饪食物的安全性。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层的内部和/或远离所述锅体的至少一部分表面具有氮化钛。钛基准晶涂层的具有一定的脆性，钛基准晶涂层表面的氮化钛，能够降低钛基准晶涂层整体的脆性，防止应力的冲击或应力集中对涂层造成的破裂；进一步的，位于钛基准晶涂层表面的氮化钛还能够提高钛基准晶涂层的疏水性能，进而进一步提高锅具的不粘性；再者，还能够降低锅具加热时的热应力，从而进一步提高钛基准晶涂层的抗腐蚀性能。

根据本发明的实施例，所述二氧化钛层中的钛原子和/或所述氮化钛层中的钛原子与所述钛基准晶涂层中的钛原子之间通过金属键连接。由此，提高了二氧化钛和/或所述氮化钛与钛基准晶涂层之间的结合强度，且防止了钛基准晶涂层存在界面时的导热、耐腐蚀等性能的降低。

在一些实施例中，钛基准晶涂层的表面同时具有氮化钛和二氧化钛，如此，锅具不仅具有良好的抗菌能力，还能够降低钛基准晶涂层整体的脆性和锅具加热时的热应力，以便提高锅具的强度和抗腐蚀性。

根据本发明的实施例，在制备钛基准晶涂层时，可以采用在氮气保护氛围中进行的，原料中的部分钛原子在一定温度下会与氮气进行反应生成氮化钛，氮化钛分布在钛基准晶涂层的内部或/和钛基准晶涂层的至少部分表面；由于钛比较活泼，在钛基准晶涂层的表面暴露在空气中，其至少一部分表面中的钛原子会与氧气自发反应，形成的二氧化钛薄膜(即二氧化钛)。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层是利用冷喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂制备的。由此，冷喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂制备的钛基准晶涂层具有较低的空隙率、较高的致密性，可进一步提高锅具的耐腐蚀性，所以，钛基准晶的选择配合涂层的上述喷涂方法，可以使得涂层具有优越的耐腐蚀性。

根据本发明的实施例，参照图2，钛基准晶涂层靠近锅体的表面具有第一凹凸结构210，第一凹凸结构210是由形成钛基准晶涂层200的部分准晶颗粒的至少一部分嵌入到锅体100中形成的。由此，准晶颗粒和锅体的表面发生形变而形成第一凹凸结构，锅体和钛基准晶涂层相接触的部分形成相互交错的过渡结构，可以有效地提高钛基准晶涂层与锅体之间的结合力，且同时提高钛基准晶涂层的致密度，有效避免锅具在使用过程中发生开裂的不良现象，进而延长锅具的使用寿命。本领域技术人员可以理解，上述嵌入到锅体中的准晶颗粒是指与锅具本体表面相接触的至少部分准晶颗粒，并非是形成钛基准晶涂层的所有准晶颗粒都嵌入到锅体中。

根据本发明的实施例，在形成钛基准晶涂层之前，采用喷砂工艺对锅体表面做粗化处理，之后再采用冷喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂等方法制备钛基准晶涂层，形成钛基准晶涂层的过程中，可以通过适宜的压力，使形成钛基准晶涂层的颗粒材料在高压下打到锅体的内表面上，进而得到适宜尺寸的第一凹凸结构，进而有效提高锅具本体与耐蚀层之间的结合强度。

根据本发明的实施例，参照图3，钛基准晶涂层200远离锅体100的表面具有第二凹凸结构220，第二凹凸结构220的凹陷部221填充有空气。由此，凹陷部221填充的空气不仅可以有效提高锅具加热的均匀性，而且还可以进一步提高锅具的表面的疏水性，进而进一步提高锅具的不粘性。

综上，第二凹凸结构220的凹陷部221填充有空气，可以提高表面具有氮化钛和/或二氧化钛的钛基准晶涂层的疏水性能，从而使得锅具具有较优的不沾性能、耐刮擦性能以及耐腐蚀性能。

根据本发明的实施例，为了提高钛基准晶涂层的耐腐蚀性，钛基准晶涂层的孔隙率小于等于5％，比如5％、4％、3％、2％、1.5％、0.5％、0.3％、0.1％。由此，钛基准晶涂层具有较低的孔隙率，较高的致密性，可以进一步避免点蚀的发生，提高锅具的耐腐蚀性，而且还可以避免钛基准晶涂层裂纹的产生；若空隙率大于5％，则钛基准晶涂层的硬度、耐磨性以及耐腐蚀性会相对变差，导致锅具的耐久性降低。

根据本发明的实施例，为了保证锅具较佳的不粘性和热均匀性，钛基准晶涂层的厚度为100～200微米，比如100微米、120微米、130微米、140微米、150微米、160微米、170微米、180微米、190微米或200微米。由于钛基准晶涂层具有高硬度和高耐磨的特性，因此长期使用铁铲、百洁布等清洁用具清洗时，不会导致钛基准晶涂层破坏和脱落，可赋予锅体持久不粘性和耐腐蚀性，但钛基准晶涂层厚度对锅具表面的热导率影响很大(由于锅体的热导率很高，如低碳钢的热导率超过50W/mK，锅身和锅底容易产生温差，导致糊底和粘锅，而钛基准晶涂层的导热率低于锅体，可以起到匀热的作用)，准晶涂层低于100微米，则钛基准晶涂层起不到相对较佳均热的作用，而钛基准晶涂层大于200微米则会使钛基准晶涂层外表面结构疏松、孔隙增加，涂层硬度、耐磨性、附着力以及不粘性下降，故而本发明的实施例中准晶涂层厚度为100～200微米，如此，既可以保证钛基准晶涂层起到较好的匀热作用，又不会导致钛基准晶涂层外表面结构疏松、孔隙增加，涂层硬度、耐磨性和不粘性下降的问题。

根据本发明的实施例，钛基准晶涂层的热导率为1W/mK～5W/mK。由此，使得锅具受热较为均匀，且进一步的，钛基准晶涂层的热导率在该范围内，能降低锅具所受到的热应力，提高锅具的耐腐蚀性能；若导热率偏小，则会导致锅具的传热效率相对低；若导热率偏大，则会导致锅具的温度相对不均匀。由于锅体的热导率很高，如低碳钢的热导率超过50W/mK，使用时锅身和锅底产生温差，导致糊底和粘锅，本发明中钛基准晶涂层的热导率较低，为1W/mK～5W/mK，因此准晶涂层涂覆在锅体上相当于给锅具表面设置了一层保护层，准晶涂层低热导率的特性使得热量在锅具表面温度均匀分布，解决了糊底和粘锅的难题。

根据本发明的实施例，钛基准晶涂层的表面粗糙度(Ra)小于2微米，比如1.9微米、1.8微米、1.6微米、1.4微米、1.2微米、1微米、0.8微米、0.6微米、0.4微米或0.2微米。由此，有助于进一步提高钛基准晶涂层的不粘性，若粗糙度过大，当该钛基准晶涂层与外界器具接触时容易被外界器具破坏，降低锅具的不粘性和耐腐蚀性。

根据本发明的实施例，为了提高钛基准晶涂层的致密性，形成钛基准晶涂层的准晶颗粒的粒径小于等于100微米，比如100微米、90微米、80微米、70微米、60微米、50微米、40微米、30微米、20微米、10微米、5微米。由此，有利于提高钛基准晶涂层的致密性，降低其孔隙率，降低钛基准晶涂层表面粗糙度，进而有利于提高钛基准晶涂层的耐腐蚀性和不粘性；而且，上述粒径大小的准晶颗粒有利于喷涂时的出粉率；若粒径大于100微米，则相对会增大体积准晶涂层的表面粗糙度，相对增大涂层的孔隙率，进而不利于提升锅具的耐腐蚀性。在本发明的优选实施例中，形成钛基准晶涂层的准晶颗粒的粒径为10微米～50微米，如此，可以更好的提高钛基准晶涂层的致密性，进一步降低其孔隙率，进而更有利于提高钛基准晶涂层的耐腐蚀性和不粘性，若准晶颗粒的粒径小于10微米，则会大大加大准晶颗粒的制备成本，且也相对不利于提高其与锅具之间的结合强度。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层包括：第一子涂层，所述第一子涂层设置在所述锅体的至少一部分的内表面上；第二子涂层，所述第二子涂层设置在所述第一子涂层远离所述锅体的表面上；其中，形成所述第一子涂层的第一准晶颗粒的粒径小于形成所述第二子涂层的第二准晶颗粒的粒径。由此，由此，大粒径的第一准晶颗粒形成的第一子涂层，在制备工艺中可以进一步提升准晶颗粒的利用率，而且使得第一子涂层具有一定的孔隙率，而一定的孔隙率可以进一步降低钛基准晶涂层的导热率，使得整个准晶涂层表面温度更为均匀，进而可改善涂层的不粘性，再者，大粒径的准晶颗粒制备成本较低，进而也就降低了整个工艺的消费成本；但孔隙率对耐蚀性能有较大影响，所以在第一子涂层的外表面上再形成更致密的第二子涂层，以此来提高最终获得的钛基准晶涂层的耐蚀性和致密性，而且小粒径的准晶颗粒形成的准晶涂层的不粘性更佳。

根据本发明的实施例，第一子涂层和第二子涂层之间的准晶颗粒的粒径大小的界限没有限制要求，本领域技术人员根据实际需求灵活选即可，在此不作限制要求。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层包括钛(Ti)和附加元素，其中，所述附加元素包括锆(Zr)、镍(Ni)、硅(Si)、锰(Mn)、钒(V)、铁(Fe)或锂(Li)中的至少一种。由此，可以得到准晶含量高、硬度大、耐腐蚀性佳等性能的钛基准晶涂层。在本发明的实施例中，钛基准晶涂层为Ti-Zr-Ni、Ti–Ni或Ti–Fe，即钛基准晶涂层由Ti-Zr–Ni合金、Ti–Ni合金或Ti–Fe合金制备形成。

根据本发明的实施例，形成所述钛基准晶涂层的原料包括原子个数比为(30-50)：(30-50)：(10-30)的钛、锆和镍。由此，可以得到准晶含量高(准晶含量高达50wt％～90wt％)、硬度大、耐腐蚀性佳等性能的钛基准晶涂层。

根据本发明的实施例，基于所述钛基准晶涂层的总质量，所述钛基准晶涂层中的所述准晶的含量为50wt％～90wt％。由此，可以保证钛基准晶层具有较佳的不粘性、较高的强度以及较强的耐蚀性，即锅具具有较佳的不粘性、较高的强度以及较强的耐蚀性。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述锅具的方法。根据本发明的实施例，所述制备锅具的方法包括：通过冷喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂将准晶颗粒喷涂于锅体的至少一部分的内表面上，得到钛基准晶涂层，以便得到所述锅具。由此，冷喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂制备的钛基准晶涂层具有较低的空隙率、较高的致密性，可有效提高锅具的耐腐蚀性，而且上述工艺成熟，易操作，易于工业化生产；而且，上述方法制备的钛基准晶涂层不仅具有良好的不粘性，而且由于钛元素的惰性较大，可使得钛基准晶涂层具有更佳的耐腐蚀性，有效保证锅具在酸性和含氯离子较多的水溶液中使用时，可以避免发生点蚀，提高锅具的耐腐蚀性能，延长锅具的使用寿命；进一步的，由于钛基准晶涂层的耐酸腐蚀和耐氯离子腐蚀性佳，可以扩展上述锅具的应用地域，提升锅具的市场竞争力；而且，二十面体准晶相使得钛基准晶涂层的表面能较低，可以更进一步的提高钛基准晶涂层的不粘性。

根据本发明的实施例，所述准晶颗粒是通过以下步骤制备获得的：

1)将钛和附加元素按预定原子个数比混合，熔炼形成合金锭。

根据本发明的实施例，所述钛基准晶涂层包括钛(Ti)和附加元素，其中，所述附加元素包括锆(Zr)、镍(Ni)、硅(Si)、锰(Mn)、钒(V)、铁(Fe)或锂(Li)中的至少一种。由此，可以得到准晶含量高、硬度大、耐腐蚀性佳等性能的钛基准晶涂层。在本发明的实施例中，钛基准晶涂层为Ti-Zr-Ni、Ti–Ni或Ti–Fe，即钛基准晶涂层由Ti-Zr–Ni合金、Ti–Ni合金或Ti–Fe合金制备形成。

根据本发明的实施例，形成所述钛基准晶涂层的原料包括原子个数比为(30-50)：(30-50)：(10-30)的钛、锆和镍，即选用的Ti-Zr–Ni合金体系中钛、锆和镍的原子数比为(30-50)：(30-50)：(10-30)。由此，可以得到准晶含量高(准晶含量高达50wt％～90wt％)、硬度大、耐腐蚀性佳等性能的钛基准晶涂层。

根据本发明的实施例，熔炼形成合金锭的具体条件没有限制要求，本领域技术人员可以根据原料的具体种类和配比等实际情况灵活选择。在本发明的一些实施例中，即形成的原料混合物在900～1100℃下进行熔炼形成合金锭。

2)将合金锭在真空或保护气氛中进行雾化制粉处理，以便得到准晶颗粒。由此，可以得到准晶含量较高的钛基准晶涂层。

根据本发明的实施例，利用制粉设备在真空或保护气氛中进行雾化制粉，得到颗粒状钛基准晶，其中，保护气氛的具体种类没有限制，比如可以包括但不限于氮气、氩气、氦气等惰性气体。根据本发明的实施例，为了得到适宜粒径的准晶颗粒，在喷涂之前，可预先利用网筛对制粉后的颗粒进行筛选，得到所需粒径大小的准晶颗粒。

根据本发明的实施例，为了提高钛基准晶涂层的致密性，形成钛基准晶涂层的准晶颗粒的粒径小于等于100微米，比如100微米、90微米、80微米、70微米、60微米、50微米、40微米、30微米、20微米、10微米、5微米。由此，有利于提高钛基准晶涂层的致密性，降低其孔隙率，降低钛基准晶涂层表面粗糙度，进而有利于提高钛基准晶涂层的耐腐蚀性和不粘性；而且，上述粒径大小的准晶颗粒有利于喷涂时的出粉率；若粒径大于100微米，则相对会增大体积准晶涂层的表面粗糙度，相对增大涂层的孔隙率，进而不利于提升锅具的耐腐蚀性。在本发明的优选实施例中，形成钛基准晶涂层的准晶颗粒的粒径为10微米～50微米，如此，可以更好的提高钛基准晶涂层的致密性，进一步降低其孔隙率，进而更有利于提高钛基准晶涂层的耐腐蚀性和不粘性。

根据本发明的实施例，为了提高钛基准晶涂层与锅体之间的结合力，在喷涂之前可预先对锅体的内表面进行清洁处理，其中，清洁的具体方法没有限制要求，只要可以去除污渍、不损坏锅体即可，且保证喷涂之前锅体内表面没有锈迹。在本发明的一些实施例中，可以采用酒精、三氯乙烯或者纯水，并配合超声波对锅体表面进行清洁，之后烘干即可。在一些实施例中，烘干之后，还可进一步对锅体的内表面做打砂处理使得内表面粗化，进而有利于进一步提高钛基准晶涂层与锅体之间的结合力。

下面根据本发明的实施例，具体描述一下不同的喷涂方法的工艺条件：

超音速喷涂可以为氧气助燃超音速喷涂(HVOF)或空气助燃超音速喷涂(HVAF)，其中，HVAF的工艺条件为：预先在100℃～200℃(比如100℃、120℃、140℃、160℃、180℃或200℃)下对锅体进行预热，空气流量为60～100L/min(比如60L/min、70L/min、80L/min、90L/min、100L/min)，丙烷流量为63.2～94.8L/min(比如63.2L/min、70L/min、80L/min、90L/min、94.8L/min)，喷涂距离为160～240mm(比如160毫米、180毫米、200毫米、220毫米或240毫米)，空气压力为0.32～0.48MPa(比如0.32MPa、0.36MPa、0.38MPa、0.4MPa、0.42MPa、0.46MPa、0.48MPa)，送粉量为16～24g/min(比如16g/min、18g/min、20g/min、22g/min、24g/min)。上述工艺制备的钛基准晶涂层具有较低的孔隙率，致密性佳，而且锅体与钛基准晶涂层之间的结合力较佳，有效提高锅具的耐腐蚀性能，延长锅具的使用寿命。

冷喷涂的条件为：送粉压力为3.6～5.4MPa(比如3.6MPa、3.8MPa、4MPa、0.4MPa、4.2MPa、4.4MPa、4.8MPa、5MPa、5.2MPa、5.4MPa)，枪室温度为680～1020℃(比如680℃、700℃、740℃、780℃、800℃、840℃、880℃、900℃、940℃、960℃、980℃或1020℃)，送粉转速为9.6～14.4rpm(比如9.6rpm、10rpm、10.5rpm、11rpm、11.5rpm、12rpm、12.5rpm、13rpm、14rpm、14.4rpm)。上述工艺制备的钛基准晶涂层具有较低的孔隙率，致密性佳，而且锅体与钛基准晶涂层之间的结合力较佳，有效提高锅具的耐腐蚀性能，延长锅具的使用寿命；而且，由于冷喷涂的喷涂压力(送粉压力)较大，可使得钛基准晶涂层更加致密，孔隙率更低，更有利于提高锅具的耐腐蚀性。

根据本发明的实施例，为了得到表面粗糙度较低的钛基准晶涂层，可进一步包括对钛基准晶涂层抛光处理的步骤，进而得到Ra小于2微米的钛基准晶涂层，通过提高表面的光洁度，进一步提高锅具的耐腐蚀性能，而且，还有助于进一步提高准晶涂层的不粘性，若粗糙度过大，会引发表面的毛细作用，水滴会在毛细作用下沿表面铺展开，相对降低准晶的疏水性；进一步的，粗糙度过大，容易使调理物等沉积在间隙内，则在长时间的使用过程中，会降低准晶涂层的不粘性能，影响使用效果。

根据本发明的实施例，上述制备锅具的方法可以用于制备前面所述的锅具，其中，对钛基准晶涂层的厚度、孔隙率、准晶含量等参数的要求与前面所述锅具的一致，在此不再一一赘述。

根据本发明的一些具体实施例，下面详细描述一下制备锅具的方法步骤：

1、按照Ti：Zr：Ni原子数比为(30-50)：(30-50)：(10-30)的比例将原料熔炼成合金锭；

2、雾化制粉：在真空或者保护气氛环境下，采用制粉设备，制成准晶粉；

3、筛分：将准晶粉进行网筛，得到粒径为小于100微米的准晶颗粒；

4、锅体内表面清洁：采用酒精、三氯乙烯或者纯水，并配合使用超声波等方式对锅体内表面进行清洁并烘干，要求锅体内表面在喷涂前不能有锈迹等，随后做打砂处理使锅体内表面粗化；

5、喷涂：在上述锅体内表面利用超音速喷涂、冷喷涂或等离子喷涂钛基准晶涂层；

6、抛光：将涂层抛光至表面粗糙度Ra＜2微米，得到锅具。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种烹饪器具。根据本发明的实施例，所述烹饪设备包括前面所述的锅具。由此，该烹饪器具在烹饪食物时，食物不会粘锅，进而提高食物的口感和美观，烹饪器具的使用寿命也较长。此外，本领域技术人员可以理解，该烹饪器具具有前面所述准晶涂层的所有特征和优点，在此不再一一赘述。

根据本发明的实施例，烹饪器具的具体种类没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择。在本发明的一些实施例中，烹饪器具为炒锅煎锅、炖锅和具有内胆的电饭煲或高压锅。

当然，本领域技术人员可以理解，除了前面所述的锅具，烹饪设备还包括常规烹饪设备所必备的结构或部件，以炒锅为例，除了前面所述的锅具，还包括手柄等；以电饭煲为例，除了前面所述的锅具，所述电饭煲还包括煲体、底座、蒸汽阀、锅盖、电热盘、操作界面等结构或部件。

实施例

实施例1

1、按照Ti、Zr和Ni原子数比为40：40：20的比例将原料熔炼成合金锭；

2、雾化制粉：在真空或者保护气氛环境下，采用制粉设备，制成准晶粉；

3、筛分：将准晶粉进行网筛，得到粒径为小于100微米的准晶颗粒；

4、锅体内表面清洁：采用酒精，并配合使用超声波对锅体内表面进行清洁并烘干，要求锅体内表面在喷涂前不能有锈迹等，随后做打砂处理使锅体内表面粗化；

5、超音速喷涂：喷涂前对锅体的预热温度为100-200℃，喷涂工艺参数为空气流量为88L/min，丙烷流量为79L/min，喷涂距离为200mm，空气压力为0.4MPa，送粉量为20g/min，得到包含二十面体准晶相的钛基准晶涂层；

6、抛光：将涂层抛光至表面粗糙度Ra＜2微米，得到锅具。

实施例2

1、按照Ti、Zr和Ni原子数比为40:40:20的比例将原料熔炼成合金锭；

2、雾化制粉：在真空或者保护气氛环境下，采用制粉设备，制成准晶粉；

3、筛分：将准晶粉进行网筛，得到粒径为小于100微米的准晶颗粒；

4、锅体内表面清洁：采用酒精，并配合使用超声波对锅体内表面进行清洁并烘干，要求锅体内表面在喷涂前不能有锈迹等，随后做打砂处理使锅体内表面粗化；

5、冷喷涂：送粉压力4.5MPa，枪室温度850℃，送粉转速12rpm，环境氛围为氮气保护氛围，得到包含二十面体准晶相的钛基准晶涂层；

6、抛光：将涂层抛光至表面粗糙度Ra＜2微米，得到锅具。

实施例3

1、按照Ti、Zr和Ni原子数比为40:40:20的比例将原料熔炼成合金锭；

2、雾化制粉：在真空或者保护气氛环境下，采用制粉设备，制成准晶粉；

3、筛分：将准晶粉进行网筛，得到粒径为小于100微米的准晶颗粒；

4、锅体内表面清洁：采用酒精，并配合使用超声波对锅体内表面进行清洁并烘干，要求锅体内表面在喷涂前不能有锈迹等，随后做打砂处理使锅体内表面粗化；

5、等离子喷涂：采用等离子喷涂在上述基体表面喷涂形成初级涂层，喷涂功率为35-45KW，主气流量为50-60L/min，辅助气流量为20-30L/min，送粉量为15-20g/min。环境氛围为氮气保护氛围，得到包含二十面体准晶相的钛基准晶涂层；

6、抛光：将涂层抛光至表面粗糙度Ra＜2微米，得到锅具。

实施例4

1、按照Ti、Zr和Ni原子数比为40:40:20的比例将原料熔炼成合金锭；

2、雾化制粉：在真空或者保护气氛环境下，采用制粉设备，制成准晶粉；

3、筛分：将准晶粉进行网筛，得到粒径为小于100微米的准晶颗粒；

4、锅体内表面清洁：采用酒精，并配合使用超声波对锅体内表面进行清洁并烘干，要求锅体内表面在喷涂前不能有锈迹等，随后做打砂处理使锅体内表面粗化；

5、冷喷涂：送粉压力4.5MPa，枪室温度850℃，送粉转速12rpm，环境氛围为氩气保护氛围，得到包含二十面体准晶相的钛基准晶涂层；

6、抛光：将涂层抛光至表面粗糙度Ra＜2微米，得到锅具。

对比例1

1、按照Al、Cu、Fe和Cr原子数比为65：20：10：5的比例将原料熔炼成合金锭；

2、雾化制粉：在真空或者保护气氛环境下，采用制粉设备，制成准晶粉；

3、筛分：将准晶粉进行网筛，得到粒径为小于100微米的准晶颗粒；

4、锅体内表面清洁：采用酒精，并配合使用超声波对锅体内表面进行清洁并烘干，要求锅体内表面在喷涂前不能有锈迹等，随后做打砂处理使锅体内表面粗化；

5、超音速喷涂：喷涂前对锅体的预热温度为100-200℃，喷涂工艺参数为空气流量为88L/min，丙烷流量为79L/min，喷涂距离为200mm，空气压力为0.4MPa，送粉量为20g/min，得到铝基准晶涂层；

6、抛光：将涂层抛光至表面粗糙度Ra＜2微米，得到锅具。

测试数据：使用电化学测试腐蚀电流(测试溶液是5％氯化钠溶液)，其中，腐蚀电流越小，代表耐蚀性越高；不粘性的测试是根据国标GB/T 32095-2015中的标准进行测试的。测试结果参见表1。

表1测试结果

	腐蚀电流密度(A/cm<sup>2</sup>)	不粘性
			实施例1	6*10<sup>-6</sup>	Ⅰ
实施例2	3*10<sup>-6</sup>	Ⅰ
			实施例3	2*10<sup>-5</sup>	Ⅱ
实施例4	1.3*10<sup>-6</sup>	Ⅰ
			对比例1	1*10<sup>-4</sup>	Ⅱ

通过对比实施例1-4和对比例1可知，在盐水环境中(氯离子浓度高)，钛基准晶涂层的耐蚀性远大于铝基准晶涂层的耐腐蚀性；

通过对比实施例1-3可知，使用冷喷涂的钛基准晶涂层耐蚀性更好，这是因为冷喷涂的喷涂压力大，涂层更加致密，因此耐氯离子侵蚀的能力更强；

实施例2和3中，通过检测，钛基准晶涂层的部分表面生成有二氧化钛和氮化钛，二氧化钛可以起到杀菌的作用，氮化钛可以提高钛基准晶涂层的抗应力冲击性能；

通过对比实施例2和4可知，实施例4中不含有氮化钛，所以实施例2中的耐腐蚀性更佳。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种锅具，其特征在于，包括：

锅体；

钛基准晶涂层，所述钛基准晶涂层设置在所述锅体的至少一部分的内表面上，其中，所述钛基准晶涂层包含二十面体准晶相。

2.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层远离所述锅体的至少一部分表面具有二氧化钛。

3.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层的内部和/或远离所述锅体的至少一部分表面具有氮化钛。

4.根据权利要求2或3所述的锅具，其特征在于，所述二氧化钛和/或所述氮化钛中的钛原子与所述钛基准晶涂层中的钛原子之间通过金属键连接。

5.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层的孔隙率小于等于5％。

6.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层的厚度为100～200微米。

7.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层的热导率为1W/mK～5W/mK。

8.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层的表面粗糙度小于2微米。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层包括：

第一子涂层，所述第一子涂层设置在所述锅体的至少一部分的内表面上；

第二子涂层，所述第二子涂层设置在所述第一子涂层远离所述锅体的表面上；

其中，形成所述第一子涂层的第一准晶颗粒的粒径小于形成所述第二子涂层的第二准晶颗粒的粒径。

10.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层包括钛和附加元素，其中，所述附加元素包括锆、镍、硅、锰、钒、铁或锂中的至少一种。

11.根据权利要求10所述的锅具，其特征在于，形成所述钛基准晶涂层的原料包括原子个数比为(30-50)：(30-50)：(10-30)的钛、锆和镍。

12.根据权利要求10或11所述的锅具，其特征在于，基于所述钛基准晶涂层的总质量，所述钛基准晶涂层中的所述准晶的含量为50wt％～90wt％。

13.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层是利用冷喷涂、超音速喷涂或等离子喷涂制备或物理气象沉积制备的。

14.根据权利要求13所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层靠近所述锅体的表面具有第一凹凸结构，所述第一凹凸结构是由形成所述钛基准晶涂层的部分准晶颗粒的至少一部分嵌入到所述锅体中形成的。

15.根据权利要求13或14所述的锅具，其特征在于，所述钛基准晶涂层远离所述锅体的表面具有第二凹凸结构，所述第二凹凸结构的凹陷部填充有空气。

16.一种烹饪器具，其特征在于，包括权利要求1～15任一项所述的锅具。

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