CN114642362A - 锅具及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烹饪器具技术领域，尤其涉及一种锅具及其制备方法。该锅具的至少部分材料包括高熵合金；所述高熵合金的组成元素包括Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Pb、Si和B中的至少四种，且，所述组成元素包含Mg或Al中的至少一种，及Si或B中的至少一种。本申请的锅具为无油烟锅，其既能减小锅的重量，又能具备良好的无油烟效果，有助于提升用户烹饪使用体验。

Description

锅具及其制备方法

技术领域

本发明涉及烹饪器具技术领域，尤其涉及一种锅具及其制备方法。

背景技术

为改善锅具容易产生油烟的问题，现有的无油烟锅一般通过降低导热或通过加厚锅身材料的方式来实现炒菜过程中温度低，不产生油烟的目的。例如，可以通过加厚锅基材实现无油烟功能，其原理是利用较厚的锅底避免烹饪时温度上升过快过高，锅底厚有利于锅内温度均匀化，达到无油烟效果。或者，也可以通过选择低热导率材料的锅基材来实现无油烟功能。然而，现有的锅基材一般为铁锅、不锈钢锅或铝锅，其中铁锅、不锈钢锅的热导率较低，但密度大，超过1mm厚度就会导致锅体重，影响端握；铝锅的热导率较高，密度较低，厚度较大，一般锅体的厚度在3.5mm以上，也会导致锅体较重，影响使用。因此，现有的无油烟锅，为实现无油烟功能，均会重量较重。

鉴于此，需要开发一种新型无油烟锅，既能减小锅的重量，又能具备良好的无油烟效果，从而提升用户烹饪使用体验。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锅具及其制备方法，具有热导率低、密度低的特点，可降低传热速度，能够实现良好的无油烟效果，且能减轻锅具的重量，有助于提高用户的体验感受。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的第一方面，提供一种锅具，至少部分所述锅具的材料包括高熵合金；

所述高熵合金的组成元素包括Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Pb、Si和B中的至少四种，且，所述组成元素包含Mg或Al中的至少一种，及Si或B中的至少一种。

本申请提供的锅具属于无油烟锅，该无油烟锅实现无油烟的原理是，通过使锅具的至少部分由高熵合金制成，高熵合金的导热率低，可降低热传导速度，避免局部温度过高产生油烟；高熵合金同时还具有密度低的特点，能减轻锅具的重量，避免由于锅身厚重导致的用户体验差的缺陷。

并且，高熵合金的这四种或四种以上的组成元素中需包含Mg和/或Al及Si和/或B。其中的Mg和Al的原子系数较小，属于轻质元素，通过Mg、Al的加入，可以使高熵合金材料的密度远低于现有的铁、不锈钢等材料，且锅体强度高、不易变形。其中的Si和B属于非金属半导体元素，通过Si、B的加入会增加晶体内部势垒，阻碍电子的移动，进一步降低了导热速率。从而，该锅具通过使用上述高熵合金，能够降低热传导速度，降低密度，减轻重量，使烹饪温度均匀从而避免油烟。

在一种可能的实现方式中，所述高熵合金中，Mg和/或Al的原子百分比为30％～50％，Si和/或B的原子百分比为20％～40％，其余每种组成元素的原子百分比各自独立地为5％～35％。

通过使使Mg和/或Al的原子百分比在30％～50％的范围内，可以使高熵合金材料的密度远低于现有的铁、不锈钢等材料，且锅体强度高、不易变形。通过添加非金属半导体元素Si、B，并使Si和/或B的原子百分比在20％～40％范围内，可以增加晶体内部势垒，阻碍电子的移动，进一步降低导热速率，进一步改善无油烟效果。

在一种可能的实现方式中，所述锅具包括锅体，所述锅体的材料为所述高熵合金。

在一种可能的实现方式中，所述锅体的厚度为0.5mm～2mm。在该范围内既保证了锅体的强度，又不会使锅体太重，影响使用体验。

此外，现有技术中，通过锅体厚度所制备的无油烟锅，基体的厚度一般都为3mm～4mm，而在本申请中，锅体的厚度仅为0.5mm～2mm，在减薄锅体厚度、减轻锅体重量的情况下，依然实现了无油烟效果，且能满足硬度高、耐磨、耐蚀以食品卫生安全的要求。

在一种可能的实现方式中，所述锅具包括锅体，所述锅体包括基材和设置于所述基材上的热控结构，所述热控结构的材料为所述高熵合金。

在一种可能的实现方式中，所述热控结构的厚度为0.2mm～1mm。在该范围内既能保证不会因为热控结构过薄而降低对于无油烟效果的改善，又能保证不会因为热控结构过厚而增加锅体的厚度，影响用户体验。

在一种可能的实现方式中，所述热控结构为热控片材，所述热控片材与所述基材的连接方式包括冷铆、热轧或钎焊；

所述热控片材设置于所述基材的至少部分内表面和/或外表面。

在一种可能的实现方式中，所述热控结构为热控涂层，所述热控涂层通过热喷涂、冷喷涂或固相烧结的方式形成于所述基材的至少部分内表面和/或外表面。

根据本发明的第二方面，提供一种锅具的制备方法，所述锅具包括前述的锅具，所述制备方法包括：

通过真空电弧熔炼、真空感应熔炼或粉末冶金中的一种或多种方式制备高熵合金；

利用所述高熵合金制备所述锅具。

在一种可能的实现方式中，采用真空电弧熔炼制备所述高熵合金，具体包括：

依据高熵合金中各元素的原子百分比，将称量好的各元素原料放入坩埚内，抽真空后充入氩气，并用纯钛对真空电弧熔炼炉进行耗氧，进行反复熔炼，冷却，得到所述高熵合金。

在一种可能的实现方式中，所述真空电弧熔炼的操作条件满足以下至少之一：

抽真空，使炉内真空度至5×10^-3Pa～6×10^-3Pa，或5×10^-3Pa～6×10^-2Pa，再充入氩气；

引弧电流为60A～70A；

所述反复熔炼至少5～8次，每次熔炼的时间为≥10min；

熔炼时熔炼电流为200A～300A。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1(a)为本申请示例性的一种实施方式提供的轻质材料的FCC固溶体相晶格示意图；

图1(b)为本申请示例性的一种实施方式提供的轻质材料的BCC固溶体相晶格示意图；

图1(c)为本申请示例性的一种实施方式提供的轻质材料的HCP固溶体相晶格示意图；

图2为本申请示例性的一种实施方式提供的锅具的结构示意图；

图3为本申请示例性的另一种实施方式提供的锅具的结构示意图；

图4为本申请示例性的另一种实施方式提供的锅具的结构示意图。

附图标记：

1-锅具；

10-锅体；

11-基材；

12-热控涂层；

13-热控片材。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请附图及实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请提供的技术方案及所给出的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。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。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值或单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围。

需要说明的是，本文中使用的术语“和/或”或者“/”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。在本文中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A、B，那么短语“A、B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。

在本文中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内”、“外”可以理解为相对于各部件本身的轮廓的内、外。

如背景技术所提到的，现有技术中的无油烟锅往往存在锅身重及用户体验差的缺陷，为改善现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种锅具及其制备方法，能够在具备良好的无油烟效果的前提下，解决现有技术中锅身厚重导致用于体验差的问题。

请参阅如图1(a)、图1(b)、图1(c)及图2至图4所示，本申请的一些实施例中，提供一种锅具1，至少部分所述锅具1的材料包括高熵合金；

所述高熵合金的组成元素包括Mg(镁)、Al(铝)、Ti(钛)、V(钒)、Cr(铬)、Mn(锰)、Fe(铁)、Co(钴)、Ni(镍)、Cu(铜)、Zn(锌)、Zr(锆)、Nb(铌)、Mo(钼)、Sn(锡)、Hf(铪)、Ta(钽)、W(钨)、Pb(铅)、Si(硅)和B(硼)中的至少四种，且，所述组成元素包含Mg或Al中的至少一种，及Si或B中的至少一种。

该锅具1中，至少部分锅具1的材料包括高熵合金，例如该锅具1的整个锅体10可以均由高熵合金制成，或者也可以将高熵合金与其他基材复合制成锅体10。

与现有技术中通过增厚锅基体的方式或通过采用热导率相对较低但密度较大的材料的方式，来实现无油烟的效果相比，本申请实施例通过使用至少由四种不同的金属元素组成的高熵合金即多主元合金来制作锅具，由于上述元素种类所形成的高熵合金具有低热导率和密度低的特点，从而使得锅具在不增加基本厚度的情况下实现了无油烟效果。此外，上述高熵合金还具有硬度高、耐磨、耐蚀以食品卫生安全的优异性能。

本申请实施例提供的锅具属于无油烟锅，该无油烟锅实现无油烟的原理是，通过使锅具的至少部分由高熵合金制成，高熵合金的导热率低，可降低热传导速度，避免局部温度过高产生油烟；高熵合金同时还具有密度低的特点，能减轻锅具的重量，避免由于锅身厚重导致的用户体验差的缺陷。

详细来讲，目前的家庭用无油烟锅之所以具有无油烟效果，是由于其在一定的时间内将锅底温度控制在220℃以内，因为普通食用油的裂解温度是220℃～240℃，若锅底超过该温度便会产生油烟。而锅具的传热方式主要是热传导，根据如下式(1)所示的平壁热传导公式：

其中，Q为传热量，λ为材料导热系数，b为壁厚，S为传热面积，t1为高温面温度，t2为低温面温度。

由式(1)所示的公式可变形得到如下式(2)所示的公式：

当仅研究温度沿平板厚度方向变化，可将式(2)所示的公式简化为单位面积平板传热(即，令S＝1)，将传热量Q用传热速率q和传热时间T来表示，可得到如下式(3)所示的公式：

根据式(3)可知，外热源加热锅底，其中t2为锅底内壁温度，t1为锅底外壁温度，公式左边的物理意义是升温速率，公式右边与锅体设计有关的变量有锅底厚度、锅底面积、锅体材料导热系数。根据单一变量法可知，若其他参数不变，锅底厚度b越大，t2越小，即相同加热时间锅内壁温度越低；λ越小(采用导热系数越低的材料)，t2越小，即相同时间内锅内壁温度越低。由此，降低锅具材料的导热系数，可以降低热传导速度，避免局部温度过高而产生油烟，并且降低锅具材料的密度，可避免锅底的厚度过厚，更利于将热量传导给食材，利于锅内温度均匀。

为了实现上述效果，本申请实施例提出将高熵合金材料应用于锅具尤其是无油烟锅领域，利用高熵合金材料所具有的热导率低(导热系数低)、密度低、传热速递慢的特点，达到良好的无油烟效果且能避免锅身厚重。其中的高熵合金至少包括4种或4种以上不同金属元素，一般情况下各元素原子比接近1：1，因此也称多主元合金。如图1(a)、图1(b)、图1(c)所示，高熵合金主要具有热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应、性能上的鸡尾酒效应的特点，能使得该合金材料具有较高的强度、硬度，抗塑性变形能力、低导热或耐蚀、耐磨、抗氧化等性能。尤其是，该高熵合金材料内部晶格畸变使合金非晶化，且晶粒变小变多，晶界多，金属的导热是通过电子导热来实现的，晶格畸变使得电子热运动过程中与晶格点阵撞击更频繁，平均自由程缩短，使得导热系数降低。

而且，本申请实施例的高熵合金的组成元素包括Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Pb、Si和B中的四种或四种以上，也即是该高熵合金可以为四元体系、五元体系、六元体系或更多元体系的高熵合金。并且，高熵合金的这四种或四种以上的组成元素中需包含Mg和/或Al及Si和/或B，例如，高熵合金的组成元素包含Mg和Si，或者包含Al和Si，或者包含Mg、Al和Si，或者Mg和B，或者包含Al和B，或者包含Mg、Al和B，或者包含Mg、Si和B，或者包含Al、Si和B，或者包含Mg、Al、Si和B。其中的Mg和Al的原子系数较小，属于轻质元素，通过Mg、Al的加入，可以使高熵合金材料的密度远低于现有的铁、不锈钢等材料，且锅体强度高、不易变形。其中的Si和B属于非金属半导体元素，通过Si、B的加入会增加晶体内部势垒，阻碍电子的移动，进一步降低了导热速率。从而，该锅具通过使用上述高熵合金，能够降低热传导速度，降低密度，减轻重量，使烹饪温度均匀从而避免油烟。

在一些实施例中，所述高熵合金中，Mg和/或Al的原子百分比为30％～50％，Si和/或B的原子百分比为20％～40％，其余每种组成元素的原子百分比各自独立地为5％～35％。

本文中，如无特殊说明，高熵合金中各组成元素的含量以原子分数或原子百分比计，例如可表示为30％～50％，或30at.％～50at.％，或者30原子％～50原子％。

为了保证高熵合金材料的多主元特性，高熵合金中的各组成元素的原子百分含量需要在适宜的范围内。本申请实施例中，通过增加Mg、Al的含量，使Mg和/或Al的原子百分比在30％～50％的范围内，可以使高熵合金材料的密度远低于现有的铁、不锈钢等材料，且锅体强度高、不易变形。通过添加非金属半导体元素Si、B，并使Si和/或B的原子百分比在20％～40％范围内，可以增加晶体内部势垒，阻碍电子的移动，进一步降低导热速率，进一步改善无油烟效果。而其余元素的含量可以根据常规的高熵合金体系材料中元素的含量而设定，如使其余各组成元素的原子百分比在5％～35％的范围内。

其中，Mg和/或Al的原子百分比为30％～50％，例如可以为30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％、50％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。也即，当组成元素包括Mg时，Mg的原子百分比为30％～50％；当组成元素包括Al时，Al的原子百分比为30％～50％；当组成元素包括Mg和Al时，Mg和Al的原子百分比为30％～50％，而对于Mg和Al的具体比例可以根据实际需求进行调整，本申请实施例对此不作限定。类似的，Si和/或B的原子百分比为20％～40％，例如可以为20％、22％、25％、28％、30％、32％、35％、38％、40％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。也即，当组成元素包括Si时，Si的原子百分比为20％～40％；当组成元素包括B时，B的原子百分比为20％～40％；当组成元素包括Si和B时，Si和B的原子百分比为20％～40％，而对于Si和B的具体比例可以根据实际需求进行调整，本申请实施例对此不作限定。其余各组成元素的原子百分比分别为5％～35％，例如可以为5％、8％、10％、12％、15％、20％、25％、30％、35％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。

在一些实施例中，高熵合金可以为AlMgFeCrSi系，可以为AlCrFeNiB系，可以为AlCuFeCoSi系，可以为FeCuMgSiNi系，可以为MgVFeTiBSi系等。典型但非限制性的，高熵合金可以为Al₃Mg₃FeCrSi₂、Al₃Cr₂FeNiB₂、Al_1.5Cu₂Fe₂CoSi₃、FeCu_1.5Mg₃SiNi₂、Al_1.8MgFe₂Cr_1.8Si₂等。

应理解，高熵合金并不限于以上所列出的几种，在其他实施例中，高熵合金还可以为包含如上至少四种组成元素、具有不同成分配比的合金材料，在此不再一一列举。

将上述低导热高熵合金应用于锅具中时，具体应用场景或锅具的具体结构是可以具有多种类型的。例如，可以将高熵合金直接做成锅体，或者，可以将高熵合金与其他基材复合制成锅体。

如图2所示，在一些实施例中，所述锅具1包括锅体10，所述锅体10的材料为所述高熵合金。

进一步，所述锅体10的厚度为0.5mm～2mm。典型但非限制性的，锅体的厚度例如可以为0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。在该范围内既保证了锅体的强度，又不会使锅体太重，影响使用体验。

此外，现有技术中，通过锅体厚度所制备的无油烟锅，基体的厚度一般都为3mm～4mm，而在本申请中，锅体的厚度仅为0.5mm～2mm，在减薄锅体厚度、减轻锅体重量的情况下，依然实现了无油烟效果，且能满足硬度高、耐磨、耐蚀以食品卫生安全的要求。

如图3或图4所示，在一些实施例中，所述锅具1包括锅体10，所述锅体10包括基材11和设置于所述基材11上的热控结构，所述热控结构的材料为所述高熵合金。

将上述低导热高熵合金与其他锅具复合制成锅体时，可以将高熵合金制成热控结构，并将该热控结构设置于基材的内表面和/或外表面，其中的基材可以为现有的锅具领域常用的任何基材，例如在一些实施例中，基材包括铝、铝合金、钛、钛合金、铁、不锈钢及其复合材料。当然，基材并不限于此，而是还可以包括铜、铜合金、甚至陶瓷、石墨等材质，本申请实施例对于基材的材料不作限定，可以根据实际情况进行选择。

在一些实施例中，所述热控结构的厚度为0.2mm～1mm。典型但非限制性的，热控结构的厚度例如可以为0.2mm、0.3mm、0.4,mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。在该范围内既能保证不会因为热控结构过薄而降低对于无油烟效果的改善，又能保证不会因为热控结构过厚而增加锅体的厚度，影响用户体验。

根据锅具的用途或实际求的不同，上述热控结构的具体设置位置或结构或与基材的结合方式等也是可以具有多种类型的，可以根据实际需要而进行合理选择设定。例如，热控结构可以为片材或涂层，其与基材的复合方式可通过片材复合或涂层方式复合。

如图4所示，在一些实施例中，所述热控结构为热控片材13，所述热控片材13与所述基材11的连接方式包括但不限于冷铆、热轧或钎焊等；

所述热控片材13设置于所述基材11的至少部分内表面和/或外表面。例如，热控片材13可以仅设置于基材11的内表面，或者仅设置于基材11的外表面，或者在基材11的内表面和外表面均设置该热控片材13。进一步，热控片材13可以位于基材11的整个锅底区，或位于基材11的部分锅底区，或位于基材11的锅底区和部分锅壁区等，热控片材13的具体设置位置也是可以根据实际需要而进行合理调整的。

如图3所示，在一些实施例中，所述热控结构为热控涂层12，所述热控涂层12通过热喷涂、冷喷涂或固相烧结的方式形成于所述基材11的至少部分内表面和/或外表面。

当热控结构为热控涂层12时，热控涂层12可以仅设置于基材11的内表面，或者仅设置于基材11的外表面，或者在基材11的内表面和外表面均设置该热控涂层12。上述热控涂层12与基材11的复合方式可以为，但不限于，热喷涂、冷喷涂或固相烧结法等，可以根据实际工艺需要而进行合理调整。

在本申请的另一些实施例中，还提供一种锅具的制备方法，所述锅具包括前述的锅具，所述制备方法包括：

通过真空电弧熔炼、真空感应熔炼或粉末冶金中的一种或多种方式制备高熵合金；

利用所述高熵合金制备所述锅具。

其中，利用高熵合金制备锅具，包括将高熵合金直接做成锅体，或者将高熵合金与其他基材复合制成锅体。

本申请的上述方法通过先采用真空电弧熔炼、真空感应熔炼或粉末冶金中的一种或多种方式制备得到包含上述成分的高熵合金，能得到低导热、低密度的高熵合金，再利用该高熵合金制备锅具，由于高熵合金具备热导率低、密度低、传热速度慢的特点，从而使得所制备的锅具能够在具备良好的无油烟效果的前提下，解决现有技术中锅身厚重导致用于体验差的问题，提升了用户体验。而且，该制备方法操作简单，周期短，可提升生产效率，降低生产成本。

应理解，该锅具的制备方法中，高熵合金的具体组成和配比以及所达到的有益效果可参照前面关于锅具方面的描述，在此不再赘述。

在一些实施例中，采用真空电弧熔炼制备所述高熵合金，具体包括：

依据高熵合金中各元素的原子百分比，精确称量相应原子百分含量的各元素如镁、铝、硅等如上所述的单质原料，将称量好的各元素原料放入坩埚内，抽真空后充入氩气，并用纯钛对真空电弧熔炼炉进行耗氧，进行反复熔炼，冷却，得到所述高熵合金。

其中，金属单质原料例如可以为块状或颗粒等。

在一些实施例中，所述真空电弧熔炼的操作条件满足以下至少之一：

抽真空，使炉内真空度至5×10^-3Pa～6×10^-3Pa，或5×10^-3Pa～6×10^-2Pa再充入氩气；

其中，所通入的氩气的纯度较高，一般氩气的纯度为至少99.999％。

引弧电流为60A×70A。

所述反复熔炼至少5～8次，每次熔炼的时间为≥10min；

熔炼时熔炼电流为200A～300A。

具体地，在一些实施例中，采用真空电弧熔炼法制备高熵合金，具体包括以下步骤：

采用真空电弧炉，将合金原料混装入坩埚内，先用机械泵抽真空至6×10^-2Pa，然后用扩散泵抽高真空至5×10^-3Pa，然后对炉膛冲入高纯氩气至1.013×10⁵Pa开始熔炼，引弧电流为60A～70A，先在装有纯钛的坩埚上熔炼，除去炉膛中的氧气，然后用焊枪对合金原料进行熔炼，熔炼电流为200A～300A，每熔炼完一次用机械手对合金翻面，反复熔炼5～8次，保证合金成分均匀，熔炼完成后将合金移至吸铸铜坩埚冷却15min，即可得到低热导率的高熵合金材料。该低热导率的高熵合金材料可制成片材或粉末材料以便于后续应用于锅具中，制成整个锅体或与其他基材复合制成锅体。

上述操作条件范围内，可以使得该方法可靠性高，生产效率高，能耗低，成本也低，易于批量生产。且所制得的材料具有低热导率，密度较低，还具有较高的强度、硬度，且最终得到的锅具产品性能及用户体验好。

为了便于理解本发明，下面结合具体实施例、对比例，对本发明作进一步说明。以下具体实施例和对比例中，如无特别说明，所用的材料均可商购获得。

实施例1

一种锅具，该锅具包括锅体，锅体的材料为高熵合金，高熵合金为Al₃Mg₃FeCrSi₂。

锅体的厚度为1mm。

实施例2-5

实施例2-5与实施例1的主要区别在于，高熵合金的类型。

实施例2中，高熵合金为Al₃Cr₂FeNiB₂；

实施例3中，高熵合金为Al_1.5Cu₂Fe₂CoSi₃；

实施例4中，高熵合金为FeCu_1.5Mg₃SiNi₂；

实施例5中，高熵合金为Al_1.8MgFe₂Cr_1.8Si₂；

其余均与实施例1相同。

实施例6-8

实施例6-8与实施例1的主要区别在于，锅体的厚度。

实施例6中，锅体的厚度为0.5mm。

实施例7中，锅体的厚度为1.5mm。

实施例8中，锅体的厚度为2mm。

其余均与实施例1相同。

实施例9

一种锅具，该锅具包括锅体，锅体包括基材和设置于基材上的热控结构，其中基材为现有铝合金，厚度2.0mm，热控结构为热控片材或热控涂层，热控结构的材料为高熵合金，高熵合金为Al₃Mg₃FeCrSi₂。

热控结构的厚度为0.5mm。

实施例10-11

实施例10-11与实施例9的主要区别在于，高熵合金的类型。

实施例10中，高熵合金为Al₃Cr₂FeNiB₂；

实施例11中，高熵合金为Al_1.8MgFe₂Cr_1.8Si₂；

其余均与实施例9相同。

实施例12-13

实施例12-13与实施例9的主要区别在于，热控结构的厚度。

实施例12中，热控结构的厚度为0.2mm。

实施例13中，热控结构的厚度为1mm。

其余均与实施例1相同。

对比例1

本对比例中，锅体的材料为现有的铝合金，锅体的厚度为4mm。

对比例2

本对比例中，锅体的材料为现有的铁或不锈钢，锅体的厚度为3mm。

性能测试

分别对上述各实施例和对比例中的无油烟锅具进行性能测试，检测方法或标准如下，检测结果如表1所示。

具体的测试方法如下所示。

1.导热率(W/m.K)，采用热导率仪进行测试；

2.导热速度采用2000W电炉/200mL大豆油升温到220℃时间进行测试；

3.密度采用排水称重法计算；

4.硬度采用布氏硬度仪测试；

5.拉伸强度按照GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验方法》进行测试。

表1各实施例和对比例的性能测试结果

其中“-”表示未测试。

由表1的数据结果可知，本申请实施例1-13提供的锅具，采用了高熵合金材料，相比于对比例1和2提供的现有的铝合金、铁或不锈钢材质的锅具，缩短了升温到220℃时间，也即提高了导热速度。而且相比于对比例1的铝合金材质的锅具，本申请实施例1-8提供的高熵合金材质的锅具降低了导热率，提高了硬度和拉伸强度。相比于对比例2的铁或不锈钢材质的锅具，本申请实施例1-8提供的高熵合金材质的锅具降低了密度，减轻了重量，还具有良好的无油烟性性能。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种锅具，其特征在于，至少部分所述锅具的材料包括高熵合金；

所述高熵合金的组成元素包括Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Pb、Si和B中的至少四种，且，所述组成元素包含Mg或Al中的至少一种，及Si或B中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述高熵合金中，Mg和/或Al的原子百分比为30％～50％，Si和/或B的原子百分比为20％～40％，其余每种组成元素的原子百分比各自独立地为5％～35％。

3.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述锅具包括锅体，所述锅体的材料为所述高熵合金。

4.根据权利要求3所述的锅具，其特征在于，所述锅体的厚度为0.5mm～2mm。

5.根据权利要求1所述的锅具，其特征在于，所述锅具包括锅体，所述锅体包括基材和设置于所述基材上的热控结构，所述热控结构的材料为所述高熵合金。

6.根据权利要求5所述的锅具，其特征在于，所述热控结构的厚度为0.2mm～1mm。

7.根据权利要求5或6所述的锅具，其特征在于，所述热控结构为热控片材，所述热控片材与所述基材的连接方式包括冷铆、热轧或钎焊；

所述热控片材设置于所述基材的至少部分内表面和/或外表面。

8.根据权利要求5或6所述的锅具，其特征在于，所述热控结构为热控涂层，所述热控涂层通过热喷涂、冷喷涂或固相烧结的方式形成于所述基材的至少部分内表面和/或外表面。

9.一种锅具的制备方法，其特征在于，所述锅具包括权利要求1-8任一项所述的锅具，所述制备方法包括：

通过真空电弧熔炼、真空感应熔炼或粉末冶金中的一种或多种方式制备高熵合金；

利用所述高熵合金制备所述锅具。

10.根据权利要求9所述的锅具的制备方法，其特征在于，采用真空电弧熔炼制备所述高熵合金，具体包括：

依据高熵合金中各元素的原子百分比，将称量好的各元素原料放入坩埚内，抽真空后充入氩气，并用纯钛对真空电弧熔炼炉进行耗氧，进行反复熔炼，冷却，得到所述高熵合金。

11.根据权利要求10所述的锅具的制备方法，其特征在于，所述真空电弧熔炼的操作条件满足以下至少之一：

抽真空，使炉内真空度至5×10^-3Pa～6×10^-3Pa，再充入氩气；

引弧电流为60A～70A；

所述反复熔炼至少5～8次，每次熔炼的时间为≥10min；

熔炼时熔炼电流为200A～300A。

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