CN115590374A - 烹饪器具及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种烹饪器具及其成型方法,烹饪器具包括器皿和不粘层;所述不粘层覆盖于所述器皿的表面,所述不粘层为物理气相沉积法形成的薄膜,所述不粘层的成分包括高熵陶瓷材料。本申请可以避免使用不粘涂料,提高烹饪器具的耐用性,延长烹饪器具的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及厨房用具技术领域,尤其涉及一种烹饪器具。
背景技术
现有的烹饪器具主要通过在器皿上喷涂不粘涂料(例如含氟涂料或陶瓷涂料),起到不粘的效果,避免在烹饪食物的过程中发生粘锅现象。现有氟涂料和陶瓷涂料不粘锅初始不粘效果极好,但是两者均依靠表面薄薄的一层面涂层,起到不粘的作用,而表面十几个微米厚的不粘涂层在使用过程中容易被磨损、划伤、污染,导致不粘性降低直至失效,使用寿命短暂,更加不能使用铁铲,使用体验极差。
发明内容
本申请提供了一种烹饪器具及其成型方法,以避免使用不粘涂料,提高烹饪器具的耐用性,延长烹饪器具的使用寿命。
本申请的第一方面提供了一种烹饪器具,其包括:
器皿;
不粘层,覆盖于所述器皿的表面,所述不粘层为物理气相沉积法形成的薄膜,所述不粘层的成分包括高熵陶瓷材料。
上述烹饪器具包括器皿和不粘层,不粘层覆盖于器皿的表面,不粘层为物理气相沉积法形成的薄膜,不粘层的成分包括高熵陶瓷材料,高熵陶瓷材料的各组成元素原子半径不同,各元素原子无溶质和溶剂之分,各元素原子以同等机会占据各个晶格位置,导致晶格发生畸变,进而影响陶瓷的宏观性能,太大的原子尺寸差甚至可能使晶格畸变能过高,无法保持晶体晶格构型,从而使得晶格坍塌形成非晶结构,使其获得远比常规材料低的表面能,从而使得高熵陶瓷材料具有良好的不粘性能,满足不粘层对不粘性能的要求;高熵陶瓷材料具有高的混合熵,高温条件下高的混合熵能有效降低其吉布斯自由能,稳定形成简单的多元固溶相,固溶强化效应能够明显提高不粘层的强度与硬度,避免不粘层的表面出现磨损或划伤等损坏;高熵陶瓷材料不同元素原子尺寸差导致晶格畸变,不同原子间相互作用,严重影响原子的扩散速率,凝固时需要借助各元素协同扩散才能达到相分离平衡,扩散速率受限抑制了新相的形核和晶粒长大,甚至有纳米晶析出,在一定体积的晶体内,晶粒的数目越多,晶界就越多,晶粒就越细,并且不同位向的晶粒也越多,因而塑性变形的抗力也越大,使得不粘层的耐腐蚀性能显著提高。此外,高熵陶瓷材料通过物理气相沉积法形成膜层,能够提高膜层与器皿之间的结合力,并进一步提高膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,从而延长烹饪器具的使用寿命。
可选地,所述高熵陶瓷材料为包含金属元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或硅化物;
所述金属元素至少包括Mg、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W或Pb中的四种,并且每一种金属元素的原子比例为5%~35%。
可选地,所述不粘层的厚度为2μm~5μm,在该范围内既能保证膜层不会在长期使用过程中产生磨损导致的脱落或露底等情况,使膜层具有持久的不粘寿命,又能保证膜层不会由于内应力过大而产生崩裂。
可选地,所述不粘层为高熵陶瓷层与高熵合金层交替逐层叠加形成的复合膜层,以使膜层保持较高的导电性,从而形成厚度适当的膜层。
可选地,每一层所述高熵陶瓷层的厚度为0.5μm~1μm,既能够使高熵陶瓷层保持较高的厚度,又能够使膜层保持较高的导电性,提高生成膜层的反应速率。
可选地,每一层所述高熵合金层的厚度为0.1μm~0.3μm,便于工件导电,形成稳定的电场,吸引镀层离子的沉积。
本申请的第二方面提供了一种烹饪器具的成型方法,其包括:
将板材处理成型得到器皿;
在器皿的表面形成不粘层;
所述不粘层通过物理气相沉积法形成,所述不粘层的成分包括高熵陶瓷材料。
上述烹饪器具的成型方法包括将板材处理成型得到器皿;在器皿的表面形成不粘层;不粘层通过物理气相沉积法形成,不粘层的成分包括高熵陶瓷材料,高熵陶瓷材料的各组成元素原子半径不同,各元素原子无溶质和溶剂之分,各元素原子以同等机会占据各个晶格位置,导致晶格发生畸变,进而影响陶瓷的宏观性能,太大的原子尺寸差甚至可能使晶格畸变能过高,无法保持晶体晶格构型,从而使得晶格坍塌形成非晶结构,使其获得远比常规材料低的表面能,从而使得高熵陶瓷材料具有良好的不粘性能,满足不粘层对不粘性能的要求;高熵陶瓷材料具有高的混合熵,高温条件下高的混合熵能有效降低其吉布斯自由能,稳定形成简单的多元固溶相,固溶强化效应能够明显提高不粘层的强度与硬度,避免不粘层的表面出现磨损或划伤等损坏;高熵陶瓷材料不同元素原子尺寸差导致晶格畸变,不同原子间相互作用,严重影响原子的扩散速率,凝固时需要借助各元素协同扩散才能达到相分离平衡,扩散速率受限抑制了新相的形核和晶粒长大,甚至有纳米晶析出,在一定体积的晶体内,晶粒的数目越多,晶界就越多,晶粒就越细,并且不同位向的晶粒也越多,因而塑性变形的抗力也越大,使得不粘层的耐腐蚀性能显著提高。此外,高熵陶瓷材料通过物理气相沉积法形成膜层,能够提高膜层与器皿之间的结合力,并进一步提高膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,从而延长烹饪器具的使用寿命。
可选地,所述物理气相沉积法采用的靶材为高熵合金靶材。
可选地,所述物理气相沉积法包括:
步骤S1:抽真空,将物理气相沉积装置抽真空至6×10-3Pa~1×10-2Pa;
步骤S2:合金元素轰击清洗,在物理气相沉积装置中通过高纯度氩气,使真空度保持在2×10-2Pa~7×10-2Pa,轮换引燃各电弧蒸发源;
步骤S3:镀膜,通入高纯度反应气体,使真空度保持在2×10-2Pa~2×10-1Pa,引燃全部电弧蒸发源,使所述器皿的表面沉积形成高熵陶瓷层。
可选地,所述反应气体为氧气、乙炔、氮气、硼烷或硅烷,从而使得形成的高熵陶瓷材料为含有金属元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或硅化物。
可选地,所述步骤S3还包括,在镀膜的过程中,关闭高纯度反应气体,使所述器皿的表面沉积形成高熵合金层,也就是说,使不粘层同时包括相互层叠设置的高熵陶瓷层和高熵合金层,使整个镀膜过程保持较高的反应速率。
可选地,每一次通入高纯度反应气体的时间为10min~20min,每一次关闭高纯度反应气体的时间为2min~5min。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例提供的烹饪器具的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种高熵陶瓷材料(Mo0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2W0.2)Si2的微观结构示意图;
图3为图2中①处的立体结构示意图;
图4为图2中②处的立体结构示意图;
图5为本申请实施例提供的物理气相沉积装置的结构示意图。
附图标记:
1-器皿;
2-不粘层;
3-物理气相沉积装置;
31-电弧蒸发源;
32-靶材;
33-真空镀膜室;
34-电动机;
35-辅助加热装置;
36-气体入口;
37-气体出口;
38-工件架。
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
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;除非另有规定或说明,术语“多个”是指两个或两个以上;术语“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本说明书的描述中,需要理解的是,本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本申请实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
如图1-图4所示,本申请实施例提供了一种烹饪器具,其包括器皿1和不粘层2。器皿1可以为铝、铝合金、不锈钢、铁等金属材料形成的片材或者其两种及以上材料形成的复合片材;不粘层2覆盖于器皿1的表面。不粘层2可以设置于器皿1的内表面,以有效避免烹饪过程中器皿内部的食材出现粘锅现象;不粘层2也可以设置于器皿1的外表面,以避免器皿外部出现难以清洗的污染。不粘层2可以完全覆盖器皿1的表面,也可以仅覆盖器皿1的表面上对应锅底的区域。
其中,不粘层2为物理气相沉积法(即PVD)形成的薄膜,不粘层2的成分包括高熵陶瓷材料,高熵陶瓷材料的各组成元素原子半径不同,各元素原子无溶质和溶剂之分,各元素原子以同等机会占据各个晶格位置,导致晶格发生畸变,进而影响陶瓷的宏观性能,太大的原子尺寸差甚至可能使晶格畸变能过高,无法保持晶体晶格构型,从而使得晶格坍塌形成非晶结构,使其获得远比常规材料低的表面能,从而使得高熵陶瓷材料具有良好的不粘性能,满足不粘层2对不粘性能的要求;高熵陶瓷材料具有高的混合熵,高温条件下高的混合熵能有效降低其吉布斯自由能,稳定形成简单的多元固溶相,固溶强化效应能够明显提高不粘层2的强度与硬度,避免不粘层2的表面出现磨损或划伤等损坏;高熵陶瓷材料不同元素原子尺寸差导致晶格畸变,不同原子间相互作用,严重影响原子的扩散速率,凝固时需要借助各元素协同扩散才能达到相分离平衡,扩散速率受限抑制了新相的形核和晶粒长大,甚至有纳米晶析出,在一定体积的晶体内,晶粒的数目越多,晶界就越多,晶粒就越细,并且不同位向的晶粒也越多,因而塑性变形的抗力也越大,使得不粘层2的耐腐蚀性能显著提高。此外,高熵陶瓷材料通过物理气相沉积法形成膜层,能够提高膜层与器皿1之间的结合力,并进一步提高膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,从而延长烹饪器具的使用寿命。
进一步地,高熵陶瓷材料为包含金属元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或硅化物;金属元素至少包括Mg、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W或Pb中的四种,并且每一种金属元素的原子比例为5%~35%,优选等原子比。高熵陶瓷材料的性能不只是个元素性质的简单叠加或平均,而是各种不同元素原子之间的相互作用,产生鸡尾酒效应,从而使高熵陶瓷材料能够呈现出超出元素本身性质的复合效应。
进一步地,不粘层2的厚度为2μm~5μm,例如,不粘层2的厚度可以为2μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm或5μm等,在该范围内既能保证膜层不会在长期使用过程中产生磨损导致的脱落或露底等情况,使膜层具有持久的不粘寿命,又能保证膜层不会由于内应力过大而产生崩裂。当不粘层2的厚度小于2μm时,不粘层2的厚度过薄,导致不粘层2难以在器皿表面形成均匀且连续的膜层,在长期使用过程中,不粘层2容易因磨损而产生脱落或露底等损坏,影响不粘层的不粘寿命;当不粘层2的厚度大于5μm时,不粘层2的厚度过厚,导致膜层自身内部存在较大的内应力,使得膜层容易产生崩裂脱落等损坏,影响不粘层的不粘效果;此外,通过控制不粘层2的厚度,可以使器皿1的尺寸和形状等保持基本不变,无需再次对膜层的表面进行后续处理,降低生产成本。
其中,高熵陶瓷层在器皿1表面各处的厚度可以完全相同,也可以不完全相同。例如,在器皿1的壁部区域,沿着器皿1的底部指向口部的方向,高熵陶瓷层的厚度可以逐渐减小。
进一步地,不粘层2为高熵陶瓷层与高熵合金层交替逐层叠加形成的复合膜层,以使膜层保持较高的导电性,从而形成厚度适当的膜层,也就是说,由于高熵陶瓷层的导电性较差,随着高熵陶瓷层的厚度逐渐增加,膜层的导电性降低,影响物理气相沉积的正常进行,通过在高熵陶瓷层的表面叠加高熵合金层,恢复膜层的导电性,从而能够进一步增加膜层的厚度。
进一步地,每一层高熵陶瓷层的厚度为0.5μm~1μm,例如,每一层高熵陶瓷层的厚度可以为0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.9μm、0.95μm或1μm等,既能够使高熵陶瓷层保持较高的厚度,又能够使膜层保持较高的导电性,提高生成膜层的反应速率。当高熵陶瓷层的厚度小于0.5μm时,单层高熵陶瓷层的厚度过薄,导致不粘层2的叠层数量过多,不粘层2中含有的高熵陶瓷材料的实际含量降低;当高熵陶瓷层的厚度大于1μm时,随着高熵陶瓷层的厚度逐渐增加,沉积速率逐渐降低,导致镀膜时间过长,影响产品的生产效率。
进一步地,每一层高熵合金层的厚度为0.1μm~0.3μm,例如,每一层高熵合金层的厚度可以为0.1μm、0.12μm、0.14μm、0.16μm、0.18μm、0.2μm、0.22μm、0.24μm、0.26μm、0.28μm或0.3μm等,便于工件导电,形成稳定的电场,吸引镀层离子的沉积。当高熵合金层的厚度小于0.1μm时,高熵合金层的厚度过薄,导致导电效果较差,难以形成稳定的电场而影响镀层离子的沉积;当高熵合金层的厚度大于0.3μm时,高熵合金层的厚度过厚,导致不粘层中的高熵陶瓷实际含量减少。
本申请实施例还提供了一种烹饪器具的成型方法,其包括:将板材处理成型得到器皿1;在器皿1的表面形成不粘层2;不粘层2通过物理气相沉积法形成,不粘层2的成分包括高熵陶瓷材料。
进一步地,物理气相沉积法采用的靶材为高熵合金靶材,高熵合金靶材的制备方法按照适当的原子比例,通过真空熔炼的方法形成高熵合金,然后通过机加工形成高熵合金靶材。
具体地,真空熔炼法包括:采用真空电弧炉,将合金原料混装入坩埚内,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,即可得到高熵合金材料。
其中,物理气相沉积法在物理气相沉积装置3中进行,参考图5,物理气相沉积装置3包括电弧蒸发源31、靶材32、真空镀膜室33、电动机34、辅助加热装置35、气体入口36、气体出口37和工件架38。镀膜时,器皿1放置于工件架上,靶材32激发出金属粒子,然后沉积在器皿1的表面形成膜层。
进一步地,物理气相沉积法包括:步骤S1:抽真空,将物理气相沉积装置3抽真空至6×10-3Pa~1×10-2Pa;步骤S2:合金元素轰击清洗,在物理气相沉积装置3中通过高纯度氩气,使真空度保持在2×10-2Pa~7×10-2Pa,轮换引燃各电弧蒸发源;步骤S3:镀膜,通入高纯度反应气体,使真空度保持在2×10-2Pa~2×10-1Pa,引燃全部电弧蒸发源,使器皿1的表面沉积形成高熵陶瓷层。
其中,在步骤S1之前还包括镀膜前的准备工作,具体包括:器皿1清洗、上架、入炉;清洁真空镀膜室;检查电弧蒸发源;检查工件架的绝缘情况。
具体来说,器皿1的清洗包括超声波清洗、酸洗和漂洗三道工序。首先是在超声波清洗槽中放入按使用要求配制的金属清洗剂,利用超声波进行脱脂、清洗;清洗之后,进行酸洗,以中和超声波清洗时残余的碱液,还能起到活化处理的作用;最后进行漂洗以彻底除去酸液,漂洗时必须采用去离子纯净水或蒸馏水。经过三道工序之后,即时进行烘干,温度一般控制在100℃左右,时间为1h左右,也可以风吹干后马上入炉。
进一步地,在步骤S1之前还包括对器皿1的表面进行喷砂处理,采用100目~200目金刚砂,以使器皿1的表面产生微小的凹凸结构,降低镀膜时膜层表面的应力,提高结合力。
进一步地,当器皿1为不锈钢或钛及其合金时,可直接进行镀膜处理。当器皿1为铝及铝合金或铁及铁合金时,需要先进行化学镀铬处理,根据需要可镀5μm~100μm;一方面,铝及铝合金或铁及铁合金容易腐蚀,物理气相沉积法形成的膜层很薄,薄弱处很容易出现腐蚀,另一方面,铝及铝合金或铁及铁合金直接镀膜,附着力不好,会出现膜层脱落及断裂,最后铝及铝合金较软,在外力作用下容易变形,造成镀膜膜层损坏。
进一步地,步骤S1具体包括,粗抽至5Pa左右,然后用油扩散泵进行细抽;在粗抽时,可以烘烤加热至150℃,伴随镀膜室温度的升高,器壁放气会使真空度降低,然后又回升,等到温度回升到6×10-3Pa时方可进行镀膜工作。
进一步地,步骤S2还包括,脉冲偏压:400V~500V,占空比20%;电弧电流:60A~80A,轮换引燃电弧蒸发源,每个电弧蒸发源引燃1min~2min。
进一步地,步骤S3还包括,电弧电流:50A~70A;脉冲偏压:100V~150V,占空比60%~80%;沉积温度:200℃左右;镀膜时间:10min~20min,膜层厚度2μm~5μm。
进一步地,在步骤S3中,反应气体为氧气、乙炔、氮气、硼烷或硅烷,从而使得形成的高熵陶瓷材料为含有金属元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或硅化物。
进一步地,步骤S3还包括,在镀膜的过程中,关闭高纯度反应气体,使器皿1的表面沉积形成高熵合金层,也就是说,在镀膜的过程中,交替通入高纯度反应气体和关闭高纯度反应气体,使不粘层2同时包括相互层叠设置的高熵陶瓷层和高熵合金层,从而增加膜层的厚度,延长烹饪器具的使用寿命。
进一步地,每一次通入高纯度反应气体的时间为10min~20min,每一次关闭高纯度反应气体的时间为2min~5min。
进一步地,在步骤S3之后还包括,冷却,即镀膜工序结束后,首先关闭电弧电源和偏压电源,然后关闭气源、停转架,工件在真空镀膜室内冷却至80℃~100℃时,向镀膜室内充大气,取出工件。
为说明本申请实施例的上述烹饪器具的不粘效果,将现有氟涂料不粘锅、现有陶瓷涂料不粘锅以及本申请实施例提供的不粘锅的不粘寿命进行对比实验,对比实验结果参见表1。
具体测试步骤包括:A、震动耐磨测试→B、干烧混合酱料→C、煮食盐水→D、炒石英石(铁铲)→E、煎鸡蛋评价不粘等级,完成以上4个测试步骤以及一次不粘等级评价,标志一个循环结束。每个循环结束之后对不粘寿命进行判定,不粘等级连续出现两个Ⅲ级或者出现外观破坏(划伤、露底、脏污)时,即不满足不粘的要求,此时判定为实验终点,对应的循环数作为不粘寿命的依据。
其中,各组实施例和对比例除了不粘层不同之外,其它参数(例如器皿的形状、尺寸、材质、厚度和成型工艺等)完全相同,并且其余实验条件也完全相同。每一个样品编号所代表的为一组样品锅具,其实验结果为该组样品锅具实验结果的平均值。各组实施例和对比例具体如下:
实施例1:
取高熵合金靶材16块,具体成分为Al1.5Cr2FeCoTi,采用PVD多弧离子镀膜工艺在锅体内表面形成薄膜,具体地,PVD镀膜具体参数如下:高纯度氧气流量450sccm,真空度保持在2*10-2Pa。脉冲偏压:120V,电弧电流90A,占空比65%。沉积温度:220℃。镀膜时间:10min,膜层厚度0.5μm。
实施例2:
取高熵合金靶材16块,具体成分为AlCrFeMoNiCu,采用PVD多弧离子镀膜工艺在所述锅体内表面形成薄膜,具体地,PVD镀膜具体参数如下:高纯度氮气流量430sccm,真空度保持在2*10-2Pa。脉冲偏压:120V,电弧电流90A,占空比65%。沉积温度:220℃。镀膜时间:10min,膜层厚度0.5μm。
实施例3:
取高熵合金靶材16块,具体成分为Fe0.8NiAlCr1.6,采用PVD多弧离子镀膜工艺在所述锅体内表面形成薄膜,具体地,PVD镀膜具体参数如下:高纯度乙炔气流量500sccm,真空度保持在2*10-2Pa。脉冲偏压:120V,电弧电流80A,占空比60%。沉积温度:230℃。镀膜时间:10min,膜层厚度0.5μm。
实施例4:
本实施例与实施例1的区别在于,膜层总厚度为3μm,通过控制氮气的输入来达到一层陶瓷膜一层金属膜的交替堆积,实现膜厚的增加。
对比例1:
在锅具基材表面喷涂形成一层聚四氟乙烯涂层,涂层厚度50um。
对比例2:
在锅具基材表面喷涂形成一层陶瓷不粘涂层,涂层厚度50um。
表1
样本 | 初始不粘等级 | LNE循环数 | 失效模式 |
实施例1 | Ⅱ | 14 | 不粘性 |
实施例2 | Ⅱ | 15 | 不粘性 |
实施例3 | Ⅱ | 18 | 不粘性 |
实施例4 | Ⅱ | 30 | 外观 |
对比例1 | Ⅰ | 2 | 外观 |
对比例2 | Ⅰ | 1 | 不粘性 |
根据表1的数据可以看出,高熵陶瓷材料具有不粘性能,能够满足烹饪器具的不粘性能要求。根据实施例1-实施4、对比例1以及对比例2进行对比可知,高熵陶瓷材料的初始不粘性能略低于氟涂料和陶瓷涂料,但高熵陶瓷材料的不粘寿命却远高于氟涂料和陶瓷涂料,因此能够使烹饪器具具有持久的不粘性能,延长烹饪器具的使用寿命;根据实施例1和实施例4进行对比可知,通过增加高熵陶瓷涂层的厚度可以进一步延长烹饪器具的不粘寿命。
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 (12)
1.一种烹饪器具,其特征在于,包括:
器皿;
不粘层,覆盖于所述器皿的表面,所述不粘层为物理气相沉积法形成的薄膜,所述不粘层的成分包括高熵陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的烹饪器具,其特征在于,所述高熵陶瓷材料为包含金属元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或硅化物;
所述金属元素至少包括Mg、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W或Pb中的四种,并且每一种金属元素的原子比例为5%~35%。
3.根据权利要求1所述的烹饪器具,其特征在于,所述不粘层的厚度为2μm~5μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的烹饪器具,其特征在于,所述不粘层为高熵陶瓷层与高熵合金层交替逐层叠加形成的复合膜层。
5.根据权利要求4所述的烹饪器具,其特征在于,每一层所述高熵陶瓷层的厚度为0.5μm~1μm。
6.根据权利要求4所述的烹饪器具,其特征在于,每一层所述高熵合金层的厚度为0.1μm~0.3μm。
7.一种烹饪器具的成型方法,其包括:
将板材处理成型得到器皿;
在器皿的表面形成不粘层;其特征在于,
所述不粘层通过物理气相沉积法形成,所述不粘层的成分包括高熵陶瓷材料。
8.根据权利要求7所述的烹饪器具的成型方法,其特征在于,所述物理气相沉积法采用的靶材为高熵合金靶材。
9.根据权利要求7所述的烹饪器具的成型方法,其特征在于,所述物理气相沉积法包括:
步骤S1:抽真空,将物理气相沉积装置抽真空至6×10-3Pa~1×10-2Pa;
步骤S2:合金元素轰击清洗,在物理气相沉积装置中通过高纯度氩气,使真空度保持在2×10-2Pa~7×10-2Pa,轮换引燃各电弧蒸发源;
步骤S3:镀膜,通入高纯度反应气体,使真空度保持在2×10-2Pa~2×10-1Pa,引燃全部电弧蒸发源,使所述器皿的表面沉积形成高熵陶瓷层。
10.根据权利要求9所述的烹饪器具的成型方法,其特征在于,所述反应气体为氧气、乙炔、氮气、硼烷或硅烷。
11.根据权利要求9所述的烹饪器具的成型方法,其特征在于,所述步骤S3还包括,在镀膜的过程中,关闭高纯度反应气体,使所述器皿的表面沉积形成高熵合金层。
12.根据权利要求11所述的烹饪器具的成型方法,其特征在于,每一次通入高纯度反应气体的时间为10min~20min,每一次关闭高纯度反应气体的时间为2min~5min。
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CN202110771489.2A CN115590374A (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 烹饪器具及其成型方法 |
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