CN115886523A - 烹饪容器及烹饪设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了烹饪容器和烹饪设备，该烹饪容器包括：陶瓷基材；发热层，所述发热层设置在所述陶瓷基材的至少部分内表面上，所述发热层的方阻为1mΩ～20mΩ，且所述发热层包括金属感磁材料，所述金属感磁材料的熔点大于1000摄氏度，所述金属感磁材料的相对磁导率小于10。该烹饪容器中，在实现较高的加热效率和较好的加热均匀性的同时，稳定性好，可靠性高，且各层结构之间结合力强，使用体验较好。

Description

烹饪容器及烹饪设备

技术领域

本发明涉及烹饪设备技术领域，具体的，涉及烹饪容器及烹饪设备。

背景技术

陶瓷材料因其多种优势，在日用烹饪领域发挥了巨大作用，中国人具有上千年使用陶瓷器皿的传统，其天然环保、安全卫生的特点是现在常用的金属烹饪器具无法相媲美的。但是，由于陶瓷器皿的传热性能差，经常出现加热效率低，烹饪效果差，控温难度也较高等问题。

因而，目前陶瓷锅具的相关技术仍有待改进。

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加热效率高、加热均匀性好、稳定性好以及使用寿命长的烹饪容器。

在本发明的一个方面，本发明提出一种烹饪容器。根据本发明的实施例，该烹饪容器包括：陶瓷基材；发热层，所述发热层设置在所述陶瓷基材的至少部分内表面上，所述发热层的方阻为1mΩ～20mΩ，且所述发热层包括金属感磁材料，所述金属感磁材料的熔点大于1000摄氏度，所述金属感磁材料的相对磁导率小于10。该烹饪容器中，发热层中的金属感磁材料的相对磁导率小于10，在交变磁场环境中，利用金属感磁材料产生涡流进而产生热量，本发明将发热层的方阻限定在1mΩ～20mΩ范围内，可以实现较高的感应电阻，进而实现较高的加热功率，上述发热层中的金属感磁材料的熔点大于1000摄氏度，金属感磁材料的熔点较高，因此发热层不易熔化，在后续的烧结步骤中不易受到破坏，较稳定，由此使该发热层的方阻更加稳定，从而有利于使发热层的方阻限定在1mΩ～20mΩ范围内，有利于减少烹饪容器在制备过程中发热层的方阻阻值发生较大的波动的风险，提高发热层加热性能的可控性，进一步提高了发热层的加热效率和加热均匀性，从而延长了烹饪容器的使用寿命，降低了生产成本，同时能够实现感磁高功率加热。而现有技术中的银、铝等低熔点材料形成的发热层，在后续的高温烧结步骤中容易受到破坏，不稳定，从而造成发热层的方阻不稳定、发热性能差，增大了烹饪器具的生产成本，而本发明解决了该技术问题。

可选的，所述金属感磁材料的相对磁导率大于1且小于10。

可选的，所述烹饪容器还包括：第一釉层，所述第一釉层设置在所述发热层远离所述陶瓷基材的至少部分表面上，所述第一釉层的烧结温度大于1000摄氏度。

可选的，所述第一釉层的烧结温度为1100-1200摄氏度。

可选的，所述金属感磁材料在所述发热层中的含量为60-90wt％；和/或，所述陶瓷基材的膨胀系数与所述金属感磁材料的膨胀系数差值在±30％范围内。

可选的，满足以下条件中的至少之一：所述金属感磁材料在20摄氏度下测定的电导率≤7*10^-8S/m；所述金属感磁材料在100-300摄氏度下测定的膨胀系数为1*10^-6～3*10^-6/℃；所述陶瓷基材在100-300摄氏度下测定的膨胀系数为0.5×10^-6～2×10^-6/℃。

可选的，所述发热层的烧结温度大于1000摄氏度。

可选的，所述发热层的烧结温度为1300-1700摄氏度。

可选的，所述金属感磁材料为钨。

可选的，所述烹饪容器还包括：第二釉层，所述第二釉层设置在所述陶瓷基材的至少部分外表面上。

可选的，所述第二釉层的烧结温度大于1000摄氏度。

可选的，满足以下条件的至少之一：所述第一釉层和所述第二釉层的厚度各自独立的为100μm～500μm；所述第一釉层和所述第二釉层在100-300摄氏度下测定的膨胀系数各自独立的为0.5×10^-6～2×10^-6/℃；所述第一釉层和所述第二釉层的材料各自独立的包括选自氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠中的至少之一。

可选的，所述第二釉层和所述第一釉层在所述烹饪容器的容器口处连接，且所述第一釉层和所述第二釉层平滑过渡连接。

可选的，所述发热层的厚度为10μm～50μm；和/或，远离所述烹饪容器的底壁中心方向的所述发热层的至少一部分呈厚度逐渐减小的趋势。

可选的，所述发热层由所述烹饪容器的底壁向侧壁延伸，侧壁处所述发热层的平均厚度小于底壁处所述发热层的平均厚度。

可选的，设置在所述烹饪容器的侧壁上部的所述发热层的厚度小于设置在所述烹饪容器的侧壁下部的所述发热层的厚度，且所述侧壁上部的所述发热层和所述侧壁下部的所述发热层平滑过渡连接。

可选的，所述侧壁上部的所述发热层与所述侧壁下部的所述发热层的连接处的厚度是逐渐变化的。

可选的，所述发热层包括过渡连接层和金属层，所述金属层包括金属感磁材料和玻璃相，所述过渡连接层包括玻璃相，所述陶瓷基材通过所述过渡连接层与所述金属层连接。

可选的，所述金属感磁材料嵌入所述过渡连接层的玻璃相中；和/或，所述金属层中的玻璃相和所述过渡连接层中的玻璃相相互连接。

可选的，所述过渡连接层中的玻璃相和所述金属层中的玻璃相的材料各自独立的包括选自氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠中的至少之一。

可选的，所述发热层覆盖所述陶瓷基材表面的面积与所述陶瓷基材的靠近所述发热层的整个表面的面积的比值为1/3～1。

可选的，所述陶瓷基材与所述发热层接触的部分的厚度为4mm～6.5mm。

可选的，所述第一釉层覆盖所述发热层远离所述陶瓷基材的表面和所述陶瓷基材未被所述发热层覆盖的内表面。

可选的，所述第二釉层覆盖所述陶瓷基材整个外表面。

可选的，该烹饪容器还包括第三釉层，所述第三釉层设在所述陶瓷基材的内表面上，且所述发热层设在所述第三釉层远离所述陶瓷基材的表面上，所述第一釉层设在所述发热层远离所述陶瓷基材的表面和所述第三釉层未被所述发热层覆盖的表面上。

在本发明的另一方面，本发明提供一种烹饪设备。根据本发明的实施例，该烹饪设备包括前面所述的烹饪容器。该烹饪设备具有前面所述的烹饪容器的所有特征和优点，在此不再一一赘述。

可选的，所述烹饪设备为电饭煲、电压力锅、电炖锅和电炒锅中的至少一种。

附图说明

图1是本发明一个实施例的烹饪容器的剖面结构示意图。

图2是本发明一个实施例的烹饪容器的俯视图。

图3是本发明一个实施例的烹饪容器的仰视图。

图4是本发明另一个实施例的烹饪容器的剖面结构示意图。

图5是本发明又一个实施例的烹饪容器的剖面结构示意图。

图6是本发明一个实施例的烹饪设备的剖面结构示意图。

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。

在本发明的一个方面，本发明提出一种烹饪容器。根据本发明的实施例，一并参照图1、图2和图3，该烹饪容器包括：陶瓷基材10；发热层30，所述发热层30设置在所述陶瓷基材10的至少部分内表面上，所述发热层30的方阻为1mΩ～20mΩ，且所述发热层30包括金属感磁材料，所述金属感磁材料的熔点大于1000摄氏度，所述金属感磁材料的相对磁导率小于10。需要说明的是，所述陶瓷基材的内表面构成烹饪容器的容腔。该烹饪容器中，发热层中的金属感磁材料的相对磁导率小于10，在交变磁场环境中，利用金属感磁材料产生涡流进而产生热量，本发明将发热层的方阻限定在1mΩ～20mΩ范围内，可以实现较高的感应电阻，进而实现较高的加热功率，上述发热层中的金属感磁材料的熔点大于1000摄氏度，金属感磁材料的熔点较高，因此发热层不易熔化，在后续的烧结步骤中不易受到破坏，较稳定，由此使该发热层的方阻更加稳定，从而有利于使发热层的方阻限定在1mΩ～20mΩ范围内，有利于减少烹饪容器在制备过程中发热层的方阻阻值发生较大的波动的风险，提高发热层加热性能的可控性，进一步提高了发热层的加热效率和加热均匀性，从而延长了烹饪容器的使用寿命，降低了生产成本，同时能够实现感磁高功率加热。而现有技术中的银、铝等低熔点材料形成的发热层，在后续的高温烧结步骤中容易受到破坏，不稳定，从而造成发热层的方阻不稳定、发热性能差，增大了烹饪器具的生产成本，而本发明解决了该技术问题。

一些实施例中，所述金属感磁材料的相对磁导率大于1且小于10，由此，将所述金属感磁材料的相对磁导率限定在上述范围内，进一步使含有上述金属感磁材料的发热层实现较高的加热功率。

根据本发明的实施例，所述陶瓷基材可以为锂灰石陶瓷。具体的，锂辉石陶瓷是指以锂辉石为主晶相的陶瓷，即Li₂O-Al₂O₃-4SiO₂体系陶瓷，其具有较低的线膨胀系数，热稳定性良好，经1000℃至冷水的淬冷试验不产生裂纹，由此，烹饪容器具有较好的耐热性和稳定性，且使用寿命较长。具体的，所述陶瓷基材在100-300摄氏度下测定的膨胀系数可以为0.5×10^-6/℃～2×10^-6/℃(具体如0.5×10^-6/℃、0.8×10^-6/℃、1×10^-6/℃、1.2×10^-6/℃、1.5×10^-6/℃、1.8×10^-6/℃、2×10^-6/℃等)。由此，冷热变化情况下陶瓷基材的变形较小，使用效果较佳。

根据本发明的实施例，陶瓷基材的具体形状和尺寸没有特别限制，可以根据使用需求灵活调整，例如可以为平底锅、圆底炒锅、电饭锅内胆、电炖锅内胆等需要的形状，尺寸可以根据适合烹饪的食材的量适应调整，在此不再一一赘述。一些具体实施例中，参照图1，陶瓷基材10可以包括底部11和与底部相连且向上延伸的侧壁12，底部11和侧壁12共同限定出用于烹饪食材的烹饪空间13，具体的，底部11和侧壁12之间可以圆滑过渡(或者说弧形过渡)，而在远离11底部的方向，侧壁12的周长可以相同(例如电饭煲内胆、电炖锅内胆)、逐渐变大(例如炒锅等)、逐渐变小、先不变再变小、或者先变大再变小(例如陶瓷炖锅等)等等。换句话说，陶瓷基材可以是上下等粗或者不等粗的，不等粗的情况下，从底部向侧壁延伸的方向(或者说从下至上)上，陶瓷基材可以逐渐变粗、逐渐变细、先等粗再逐渐变细、先变粗再变细等等。

根据本发明的实施例，陶瓷基材的厚度对烹饪容器的使用效果是相互影响的，具体的，在其他条件相同的条件下(如在陶瓷基材的材质不变、烹饪容器与磁场发生装置距离不变、工作环境不变等情况下)，陶瓷基材的厚度越大，发热层加热功率越小，并且烹饪过程中温度更易集中，形成高温度点，影响烹饪效果，而陶瓷基材的厚度越小则烹饪容器的强度越低。发明人经过验证发现，所述陶瓷基材与所述发热层接触的位置的厚度为4mm～6.5mm(具体如4mm、4.1mm、4.3mm、4.5mm、4.7mm、4.9mm、5mm、5.1mm、5.3mm、5.5mm、5.7mm、5.9mm、6.1mm、6.3mm、6.5mm等)。在该厚度范围内，能够兼顾烹饪容器的强度和较高的加热功率，实现更好的使用效果。

需要说明的是，陶瓷基材上，可以仅部分内表面上设有发热层(参照图1)，也可以全部内表面上均设有发热层(参照图4)，而烹饪容器中仅需要陶瓷基材与发热层接触的位置的厚度在4mm～6.5mm范围内即可，不与发热层接触的陶瓷基材的厚度可以根据实际需要灵活调整。而发热层覆盖陶瓷基材内表面的比例可以根据需要进行调整，具体的，发热层覆盖面积可以根据用于激励发热层电磁感应发热的磁场发生装置进行调整，使得发热层可以有效发生感应涡流而发热。一些具体实施例中，所述发热层覆盖所述陶瓷基材内表面的面积与所述陶瓷基材的内表面的面积的比值为1/3～1(具体如1/3、1/2、2/3、1等)。

根据本发明的实施例，所述陶瓷基材可以通过旋压或者干粉压制形成的。具体的，可以通过旋压或干粉压制成型，然后经过表干得到陶瓷基材。而陶瓷基材的成分、形状、尺寸等均可与前文描述一致，在此不再一一赘述。

根据本发明的实施例，上述金属感磁材料在上述发热层中的含量为60-90wt％(具体如60wt％、70wt％、80wt％、90wt％等)，余量为玻璃相，由此，将金属感磁材料在发热层中的含量限定在上述范围内，进一步使金属感磁材料在发热层中的分布更加均匀，从而使金属感磁材料产生的热量不会大量集中，减少了发热层以及陶瓷基材中热点的形成，减小了陶瓷基材破裂的风险，提高了陶瓷基材的使用寿命，同时还提高了陶瓷基材和发热层之间的结合强度。

根据本发明的实施例，上述陶瓷基材的膨胀系数与上述金属感磁材料的膨胀系数差值在±30％范围内，由此，上述陶瓷基材的膨胀系数与上述金属感磁材料的膨胀系数接近，一方面，降低了烧结过程中陶瓷基材和发热层开裂的风险；另一方面，提高了陶瓷基材和发热层界面之间的紧密度，从而降低了陶瓷基材和发热层的界面热阻，提高了各层之间热量传输的均匀性，减少了陶瓷基材和发热层之间在后续的发热过程中因热量堆积而产生的热应力，从而降低了烹饪容器破裂的风险。

一些实施例中，上述金属感磁材料在20摄氏度下测定的电导率≤7*10^-8S/m，由此，进一步提高了发热层的加热效率。

一些实施例中，上述金属感磁材料在100-300摄氏度下测定的膨胀系数为1*10^-6～3*10^-6/℃(具体如1×10^-6/℃、1.3×10^-6/℃、1.5×10^-6/℃、1.8×10^-6/℃、2.0×10^-6/℃、2.5×10^-6/℃、3.0×10^-6/℃)，由此，一方面，冷热变化情况下发热层的变形较小，使用效果较佳，另一方面，使上述金属感磁材料的膨胀系数与上述陶瓷基材的膨胀系数相差不大，降低了烧结过程中陶瓷基材和发热层开裂的风险，且提高了陶瓷基材和发热层界面之间的紧密度，从而降低了陶瓷基材和发热层的界面热阻，提高了各层之间热量传输的均匀性，减少了陶瓷基材和发热层之间在后续的发热过程中因热量堆积而产生的热应力，从而降低了烹饪容器破裂的风险。

在本发明的实施例中，发热层的厚度为10μm～50μm(具体如10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm等)。可以理解，发热层的厚度和方阻可以相互影响，且可以进一步影响发热层的加热功率，而在上述厚度和方阻范围内，可以实现较高的感应电阻，进而实现较高的加热功率。

一些实施例中，所述发热层的烧结温度大于1000摄氏度，优选1300-1700摄氏度(具体如1300摄氏度、1400摄氏度、1500摄氏度、1600摄氏度、1700摄氏度等)，由此，由于上述金属感磁材料的熔点较高，能够选择高温釉料在发热层表面进行烧结固化，此时发热层的方阻较稳定，从而有利于使发热层的方阻限定在1mΩ～20mΩ范围内，有利于减少烹饪容器在制备过程中发热层的方阻阻值发生较大的波动的风险，提高发热层加热性能的可控性，进一步提高了发热层的加热效率和加热均匀性，该高温釉料具有稳定性高、耐高温以及耐冷热冲击性能好等优点，高温釉料形成的第一釉层更好地保护了发热层，使该发热层的方阻更加稳定，进一步提高了发热层的加热效率和加热均匀性，同时还延长了烹饪容器的使用寿命，降低了生产成本；另一方面，第一釉层可以使得烹饪容器光滑细腻，易清洁，硬度高，使用体验较好，且能够很好的保护发热层。而现有技术中的银、铝等低熔点材料形成的发热层，为了减少高温烧结对发热层的破坏，需要使用低温釉料在发热层表面进行烧结固化，低温烧结形成的釉层稳定性较差，不耐高温以及耐冷热冲击性能等较低，容易受到破坏，对发热层的保护性较差，且低温烧结所需要采用的釉料稳定性较差，增加了生产成本，且由于低温釉料的烧结温度通常与银、铝等低熔点材料的熔点相差较小，同样容易造成发热层受到破坏，不稳定，从而造成发热层的方阻不稳定、发热性能差。

在本发明的实施例中，上述金属感磁材料为钨，由此，第一，金属钨层具有较高的熔点(3410℃)，形成的钨发热层不易熔化，后续步骤中可以采用高温釉料烧结在该钨发热层的表面，高温釉料形成的第一釉层更好地保护了钨发热层，使该钨发热层的方阻更加稳定，进一步提高了钨发热层的加热效率和加热均匀性；第二，金属钨在空气中十分稳定，温度达到400℃时才会出现轻微氧化，而本发明由于钨发热层位于陶瓷锅内部，热量可以非常快的传递到食物，加热效率极高，过程中锅具的温度不会超过250℃，并且内外均有釉层保护，因此，金属钨的可靠性非常高，长期老化下方阻也不会出现较大变化，保证了长期使用的功率稳定性；第三，金属钨与陶瓷的收缩率即膨胀系数相差不大，一方面，降低了烧结过程中陶瓷基材和发热层开裂的风险，另一方面，提高了陶瓷基材和发热层界面的紧密连接，从而降低了陶瓷基材和发热层的界面热阻，提高了各层之间热量传输的均匀性，减少了陶瓷基材和发热层之间在后续的发热过程中因热量堆积而产生的热应力，从而降低了烹饪容器破裂的风险；第四，金属钨的导电性好，电子逸出功小，非常适合用于加热。

一些实施例中，远离所述烹饪容器的底壁中心方向的所述发热层的至少一部分呈厚度逐渐减小的趋势，由于发热层的发热效率高，烹饪容器底壁容易出现加热不均匀的现象，通过设置远离烹饪容器底壁中心方向的发热层的至少一部分呈厚度逐渐减小的趋势，使远离烹饪容器底壁中心方向的发热层的电阻逐渐降低，电流传递的效率逐渐升高，从而提高烹饪容器底壁加热的均匀性。

一些实施例中，所述发热层由所述烹饪容器的底壁向侧壁延伸，侧壁处所述发热层的平均厚度小于底壁处所述发热层的平均厚度，由于陶瓷基材传热慢，烹饪容器的侧壁受热慢，容易造成烹饪容器的底壁和侧壁受热不均匀的现象，通过设置侧壁处的平均厚度小于底壁处的平均厚度，降低了侧壁处发热层的电阻，提高了电流向侧壁方向传递的效率，提高了烹饪容器温度的均匀性。

一些实施例中，设置在所述烹饪容器的侧壁上部的所述发热层的厚度小于设置在所述烹饪容器的侧壁下部的所述发热层的厚度，且所述侧壁上部的所述发热层和所述侧壁下部的所述发热层平滑过渡连接，由此，侧壁上部通常不受加热件的影响，主要为导电的作用，因此，设置侧壁上部发热层的厚度较薄，降低侧壁上部发热层的电阻，提高了侧壁上部发热层的电流的流动，提高了烹饪容器侧壁上部的发热，从而提高了烹饪容器侧壁温度的均匀性。

一些实施例中，所述侧壁上部的所述发热层与所述侧壁下部的所述发热层的连接处的厚度是逐渐变化的，由此，避免厚度突然变化而导致的热量集中，降低了由于内应力而导致发热层破裂的风险。

一些实施例中，所述发热层包括过渡连接层和金属层，所述金属层包括金属感磁材料和玻璃相，金属层中的玻璃相填充在金属感磁材料之间的空隙中，所述过渡连接层包括玻璃相，所述陶瓷基材通过所述过渡连接层与所述金属层连接，由此，通过设置金属层中包括金属感磁材料和玻璃相，使金属感磁材料在金属层中的分布更加均匀，从而使金属感磁材料产生的热量不会大量集中，减少了金属层以及陶瓷基材中热点的形成，减小了陶瓷基材破裂的风险，提高了陶瓷基材的使用寿命，同时还提高了陶瓷基材和发热层之间的结合强度；同时，所述过渡连接层中包括玻璃相，由于过渡连接层与陶瓷基材的界面之间同样存在界面热阻，从而进一步降低了金属感磁材料产生的热量向陶瓷基材传递的速率，从而减少了陶瓷基材中热点的形成，减小了陶瓷基材破裂的风险，提高了陶瓷基材的使用寿命，同时还提高了陶瓷基材和发热层之间的结合强度。

一些实施例中，所述金属层中的玻璃相和所述过渡连接层中的玻璃相相互连接，由此，过渡连接层中的玻璃相与金属层中的玻璃相相互连接，进一步促进热量在过渡连接层中的均匀分散，减少了金属层中热点的形成，避免了热应力的形成，从而提高了过渡连接层与金属层之间的结合力。

一些实施例中，所述金属感磁材料嵌入所述过渡连接层的玻璃相中，进一步提高了金属感磁材料与过渡连接层之间的接触面积，提高了热量传递的面积，从而提高了热量传递的均匀性，避免了发热层中热点的形成，从而进一步降低了发热层内部产生显微裂纹的风险。

上述过渡连接层可以通过施加无机釉料形成，也可以通过控制发热层中无机釉料的含量或者控制烧结工艺(如烧结温度、烧结时间)等实现，只要能形成包括过渡连接层和金属层的发热层即可，其具体的制备过程并不受特别限制。

一些实施例中，所述过渡连接层中的玻璃相和所述金属层中的玻璃相的材料各自独立的包括选自氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠中的至少之一，由此，上述材料形成的玻璃相能够在金属感磁材料和陶瓷基材之间提供合适的热阻，避免热量在陶瓷基材中形成热点，从而使热量能够较均匀的分散传递。

一些实施例中，参照图1，烹饪容器还可以包括第一釉层40，上述第一釉层40设置在上述发热层30远离上述陶瓷基材10的至少部分表面上，上述第一釉层的烧结温度大于1000摄氏度，优选1100-1200摄氏度(具体如1100摄氏度、1150摄氏度、1200摄氏度等)，由此，一方面，由于发热层中的金属感磁材料的熔点较高，因此发热层不易熔化，此处可以采用高温釉料烧结在该发热层的表面，该高温釉料具有稳定性高、耐高温以及耐冷热冲击性能好等优点，高温釉料形成的第一釉层更好地保护了发热层，使该发热层的方阻更加稳定，进一步提高了发热层的加热效率和加热均匀性，同时还延长了烹饪容器的使用寿命，降低了生产成本；另一方面，第一釉层可以使得烹饪容器光滑细腻，易清洁，硬度高，使用体验较好，且能够很好的保护发热层。

一些实施例中，参照图1，烹饪容器还可以包括第二釉层20，所述第二釉层20设置在所述陶瓷基材10的至少部分外表面上，由此，第二釉层可以使得烹饪容器光滑细腻，易清洁，硬度高，提高了烹饪容器的抗冲击性能，使用体验较好，且能够很好的保护陶瓷基材。

进一步地，所述第二釉层的烧结温度大于1000摄氏度，优选1100-1200摄氏度(具体如1100摄氏度、1150摄氏度、1200摄氏度等)，由此，由于第二釉层的烧结温度较高，须选择与烧结温度相匹配的高温釉料，该高温釉料具有稳定性高、耐高温以及耐冷热冲击性能好等优点，高温釉料形成的第二釉层更好地保护了陶瓷基材，进一步提高了烹饪容器的抗冲击性能；同时，由于发热层中的金属感磁材料熔点较高，因此发热层不易熔化，在后续的高温烧结步骤中不易受到破坏，较稳定，从而可以先在陶瓷基体上制备形成发热层后，再同时在所述发热层远离所述陶瓷基材的表面上形成第一釉层和在所述陶瓷基材的外表面上第二釉层，减少了工艺的复杂性，且能够提高陶瓷容器外观的一致性，并能够提高陶瓷容器的稳定性；而现有技术中的银、铝等低熔点材料形成的发热层，在后续的高温烧结步骤中容易受到破坏，不稳定，而为了提高陶瓷基材的外表面的稳定性，需要在陶瓷基材的外表面上制备高温釉层，因此必须在制备发热层之前先在陶瓷基材的外表面制备高温的第二釉层，并在发热层制备完成后再在其表面制备较低温度的釉层，以保护加热层，不仅工序复杂，且降低了容器外观的一致性，同时还降低了容器的稳定性。另外，第二釉层可以使得烹饪容器光滑细腻，易清洁，硬度高，使用体验较好。

根据本发明的实施例，所述第二釉层和所述第一釉层的厚度可以各自独立的为100μm～500μm(具体如100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm等)。在该厚度范围内，既可以保证较好的加热均匀性，且第一釉层和第二釉层的应力较小，抗冷热冲击性能更好，不易开裂。

一些实施例中，所述第一釉层在100-300摄氏度下测定的膨胀系数为0.5×10^-6～2×10^-6/℃(具体如0.5×10^-6/℃、0.8×10^-6/℃、1×10^-6/℃、1.2×10^-6/℃、1.5×10^-6/℃、1.8×10^-6/℃、2×10^-6/℃等)，由此，冷热变化情况下第一釉层的变形较小，使用效果较佳，且与金属层的匹配性更好，更好地保护了金属层。一些实施例中，所述第二釉层在100-300摄氏度下测定的膨胀系数为0.5×10^-6～2×10^-6/℃(具体如0.5×10^-6/℃、0.8×10^-6/℃、1×10^-6/℃、1.2×10^-6/℃、1.5×10^-6/℃、1.8×10^-6/℃、2×10^-6/℃等)，由此，冷热变化情况下第二釉层的变形较小，使用效果较佳，且与陶瓷基材的匹配性更好，更好地保护了陶瓷基材。需要说明的是，第一釉层的膨胀系数与第二釉层的膨胀系数可以相同，也可以不相同。

在本发明的实施例中，上述第一釉层的材料的具体种类并不受特别限制，本领域人员可根据实际情况随意选择，作为一个具体示例，所述第一釉层的材料包括选自氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠中的至少之一，由此，上述种类的无机釉料具有稳定性高、耐高温以及耐冷热冲击性能好等优点，高温釉料形成的第一釉层更好地保护了发热层，使该发热层的方阻更加稳定，进一步提高了发热层的加热效率和加热均匀性，同时还延长了烹饪容器的使用寿命，降低了生产成本。

在本发明的实施例中，上述第二釉层的材料的具体种类并不受特别限制，本领域人员可根据实际情况随意选择，作为一个具体示例，所述第二釉层的材料包括选自氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠中的至少之一，由此，上述种类的无机釉料具有稳定性高、耐高温以及耐冷热冲击性能好等优点，高温釉料形成的第二釉层更好地保护了陶瓷基材，进一步提高了烹饪容器的抗冲击性能。

一些实施例中，所述第二釉层和所述第一釉层在所述烹饪容器的容器口处连接，且所述第一釉层和所述第二釉层平滑过渡连接，由此，使连接处更加平滑，进一步提高了容器口处的耐冲击性能。

根据本发明的实施例，所述发热层可以通过热喷涂、空气压缩喷涂、移印或丝网印刷进行涂膜，然后进行烧结制备获得。具体的热喷涂、空气压缩喷涂、移印或丝网印刷和烧结步骤可以参照常规技术进行，在此不再一一赘述。

如前所述，发热层可以仅由金属感磁材料构成，也可以由金属感磁材料和玻璃相共同构成。一些具体实施例中，当发热层仅由金属感磁材料构成时，可以通过热喷涂方法(例如包括但不限于火焰喷涂)进行涂膜，然后进行上述烧结。而当发热层由金属感磁材料和玻璃相构成时，需先制备包括金属感磁材料和无机釉料的浆料，然后通过空气压缩喷涂、移印或丝网印刷进行涂膜，接着在室温下进行流平5min～15min(如5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min、15min等)，然后在100℃～150℃(如100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃等)条件下于干燥炉中烧结10min～15min(如10min、11min、12min、13min、14min、15min等)，然后在隧道炉进行烧结，要求隧道炉为真空环境或者氢气等还原气氛，烧结温度可以为1300℃～1700℃(如1300℃、1350℃、1400℃、1450℃、1500℃、1550℃、1600℃、1650℃、1700℃等)，峰值温度下保持30min～45min(如30min、32min、35min、38min、40min、42min、45min等)，烧结后的无机釉料变为玻璃相。

根据本发明的实施例，所述第一釉层和第二釉层可以由常规的高温陶瓷釉料形成，具体的第一釉层和第二釉层的烧结温度(即制备第一釉层和第二釉层时的烧结温度)可以大于1000℃(例如1100℃～1200℃)，具体成分可以根据常规陶瓷釉料一致，在此不再一一赘述。由此，第一釉层和第二釉层的原料易得，成本较低，且形成的第一釉层和第二釉层亮度、光泽度美观，硬度高，易清洁，且热膨胀系数与陶瓷基材匹配度较好，冷热冲击不易开裂，性能更优、稳定性更好。

根据本发明的实施例，参照图1，所述第二釉层20可以覆盖所述陶瓷基材10整个外表面，所述第一釉层40可以陶瓷基材的整个内表面，也就是说，当发热层30仅覆盖陶瓷基材的部分内表面时，第一釉层40覆盖所述发热层30远离所述陶瓷基材10的表面和所述陶瓷基材10未被所述发热层30覆盖的内表面(参照图1)，而发热层覆盖陶瓷基材的整个内表面时，第一釉层40覆盖在发热层远离陶瓷基材的整个表面。

一些实施例中，参照图5，烹饪容器还可以包括第三釉层50，第三釉层50设在陶瓷基材10的内表面上，发热层30设在第三釉层50远离陶瓷基材10的表面上，而第一釉层40设在发热层30远离陶瓷基材10的表面上和未被发热层30覆盖的第三釉层50远离陶瓷基材10的表面上。

具体的，第三釉层的成分可以与第二釉层相同，在此不再过多赘述。而第三釉层的厚度也可以为100μm～500μm(具体如100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm等)。在该厚度范围内，既可以保证较好的加热均匀性，且第三釉层的应力较小，抗冷热冲击性能更好，不易开裂。

根据本发明的实施例，所述第二釉层可以通过依次进行涂膜和烧结形成。具体的，涂膜可以为浸涂或喷涂，具体可以将陶瓷基材外表面浸没在盛有形成第二釉层的涂料的容器中，经过适宜的时间，再从容器中取出，并将多余的涂料重新流回涂料容器中；或者将形成第二釉层的涂料或者粉末直接喷涂在陶瓷基材的外表面上。完成涂膜后，将形成有涂膜层的陶瓷基材进行烧结，以形成第二釉层。具体的，烧结温度可以大于1000℃，而烧结时间可以根据实际需要进行调整，本发明对此不作限制要求。可以理解，形成第一釉层的步骤可以与形成第二釉层的步骤相同，在此不再一一详述。

一些实施例中，在形成第二釉层的步骤中还可以同步形成第三釉层。如前文所述，第三釉层的成分可以与第二釉层相同，可以理解，第二釉层和第三釉层可以通过一步工艺形成，具体可以为涂膜步骤中同时在陶瓷基材的内表面和外表面上形成涂膜层，然后进行烧结，以同时形成第二釉层和第三釉层。

需要说明的是，形成发热层、第一釉层和第二釉层的先后顺序没有特别限制要求。一些实施例中，可以先形成发热层，再形成第一釉层和第二釉层，可以理解，此时，第二釉层和第一釉层可以同步形成，具体可以通过浸涂或喷涂在陶瓷基材的外表面、发热层远离陶瓷基材的表面、以及陶瓷基材未被发热层覆盖的内表面上形成涂膜层，然后进行烧结。另一些实施例中，可以先形成第二釉层，然后依次形成发热层和第一釉层。又一些实施例中，可以先同步形成第二釉层和第三釉层，然后依次形成发热层和第一釉层。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种烹饪设备。根据本发明的实施例，参照图6，该烹饪设备包括：前面所述的烹饪容器100；以及磁场发生装置200，所述磁场发生装置用于提供交变磁场以使得所述烹饪容器中的发热层通过电磁感应加热。该烹饪设备既具有上述烹饪容器的优势，又能够实现电磁感应加热，且加热效率较高，热利用率高，加热均匀性较好。

可以理解，磁场发生装置的具体种类没有特别限制要求，只要可以有效产生交变磁场，并激励烹饪容器中的发热层感应涡流而发热即可。一些具体实施例中，磁场发生装置为电磁线圈。由此，结构简单，方便，易于实施。

具体的，该烹饪设备的具体种类没有特别限制要求，例如包括但不限于电饭煲、电压力锅、电炖锅、电炒锅等等，可以理解，除了前面所述的烹饪容器和磁场发生装置之外，该烹饪设备还具有常规烹饪设备必要的结构和部件，以电饭煲为例，其还可以包括煲体、与煲体相连的上盖、设在上盖上的防溢件、设在上盖或者煲体上的按键或者触控面板、电源线、必要的电路结构等等，在此不再一一赘述。

下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是，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。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有原料均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。

实施例1

本实施例提供一种陶瓷锅具，其制备方法如下：

(1)在模具中，将陶瓷毛坯通过旋压的方式成型，然后经过表干得到厚度为5mm陶瓷基材，陶瓷基材的主要成分为锂灰石体；

(2)在陶瓷基材的外表面制作厚度为300μm的第二釉层，具体为：先制备第二釉层浆料，然后将第二釉层浆料直接喷涂在陶瓷基材的外表面上，完成涂膜后，将形成有涂膜层的陶瓷基材在1200摄氏度的高温下进行烧结，以形成第二釉层。上述第二釉层浆料为乙醇和无机釉料(包括氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠等)的分散液，固含量为75wt％。

(3)在陶瓷基材的内表面制作厚度为30μm的钨发热层，具体为：先制备发热层浆料，然后通过丝网印刷方法涂膜在陶瓷基材的内表面，接着在室温下进行流平10min，然后在120℃下于干燥炉中烧结12min，然后在隧道炉进行烧结，要求隧道炉为真空环境，烧结温度可以为1500℃，峰值温度下保持40min，以形成钨发热层。上述发热层浆料为金属钨、乙醇和无机釉料(包括氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠等)的分散液，固含量为75wt％。金属钨在所述发热层中的含量为75wt％，发热层的厚度为15μm，测试钨发热层的方阻，测试结果为8mΩ；搭配陶瓷锅具电磁感应线圈盘，用电桥仪，在工作电压为1v、频率为25KHz的条件下，测试其感应电阻为3.5Ω，能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求(在2-4.5Ω范围内)。

(4)在所述钨发热层远离所述陶瓷基材的表面上制作厚度为300μm的第一釉层，具体为：先制备第一釉层浆料，然后将第一釉层浆料直接喷涂在钨发热层的表面上，完成涂膜后，置于1200摄氏度的高温下进行烧结，烧结过程采用真空气氛下烧结，以形成第一釉层。上述第一釉层浆料为乙醇和无机釉料(包括氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠等)的分散液，固含量为75wt％。由此，陶瓷锅具制备完成。用电桥仪在同样的调试下测试其感应电阻为3.45Ω，基本无变化，符合电控要求。

实施例2

与实施例1的差别在于金属钨在所述发热层中的含量为85wt％，发热层的厚度为15μm，测试钨发热层的方阻，测试结果为6mΩ；搭配陶瓷锅具电磁感应线圈盘，用电桥仪，在工作电压为1v、频率为25KHz的条件下，测试其感应电阻为4.2Ω，能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求。

在陶瓷锅具制备完成后，用电桥仪在同样的调试下测试其感应电阻为4.18Ω，基本无变化，符合电控要求。

实施例3

与实施例1的差别在于金属钨在所述发热层中的含量为65wt％，发热层的厚度为15μm，测试钨发热层的方阻，测试结果为13mΩ；搭配陶瓷锅具电磁感应线圈盘，用电桥仪，在工作电压为1v、频率为25KHz的条件下，测试其感应电阻为2.85Ω，能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求。

在陶瓷锅具制备完成后，用电桥仪在同样的调试下测试其感应电阻为2.83Ω，基本无变化，符合电控要求。

实施例4

与实施例1的差别在于金属钨在所述发热层中的含量为70wt％，发热层的厚度为15μm，测试钨发热层的方阻，测试结果为10mΩ；搭配陶瓷锅具电磁感应线圈盘，用电桥仪，在工作电压为1v、频率为25KHz的条件下，测试其感应电阻为3.16Ω，能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求。

在陶瓷锅具制备完成后，用电桥仪在同样的调试下测试其感应电阻为3.12Ω，基本无变化，符合电控要求。

实施例5

与实施例1的差别在于金属钨在所述发热层中的含量为60wt％，发热层的厚度为15μm，测试钨发热层的方阻，测试结果为16mΩ；搭配陶瓷锅具电磁感应线圈盘，用电桥仪，在工作电压为1v、频率为25KHz的条件下，测试其感应电阻为2.65Ω，能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求。

在陶瓷锅具制备完成后，用电桥仪在同样的调试下测试其感应电阻为2.6Ω，基本无变化，符合电控要求。

实施例6

与实施例1的差别在于金属钨在所述发热层中的含量为90wt％，发热层的厚度为15μm，测试钨发热层的方阻，测试结果为3mΩ；搭配陶瓷锅具电磁感应线圈盘，用电桥仪，在工作电压为1v、频率为25KHz的条件下，测试其感应电阻为4.46Ω，能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求。

在陶瓷锅具制备完成后，用电桥仪在同样的调试下测试其感应电阻为4.45Ω，基本无变化，符合电控要求。

对比例1

该对比例中，发热层中采用的金属感磁材料为银，其他内容均与实施例1相同。在银发热层的表面制作第一釉层之前，搭配陶瓷锅具电磁感应线圈盘，用电桥仪，在工作电压为1v、频率为25KHz的条件下，测试其感应电阻为4.45Ω，能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求。在银发热层的表面制作第一釉层之后，用电桥仪在同样的调试下测试其感应电阻为0.86Ω，感应电阻大幅度下降，这与在第一釉层高温烧结时银发热层被氧化有关。电磁感应电阻偏小，导致该陶瓷锅具在搭配电磁感应系统使用时，实际功率小，电子元器件温升高，不符合电控要求。

对比例2

该对比例中，发热层中采用的金属感磁材料为铝，其他内容均与实施例1相同。在铝发热层的表面制作第一釉层之前，搭配陶瓷锅具电磁感应线圈盘，用电桥仪，在工作电压为1v、频率为25KHz的条件下，测试其感应电阻为2.53Ω，能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求。在铝发热层的表面制作第一釉层之后，用电桥仪在同样的调试下测试其感应电阻为0.05Ω，感应电阻大幅度下降，这与在第一釉层高温烧结时铝发热层被氧化有关。电磁感应电阻偏小，导致该陶瓷锅具在搭配电磁感应系统使用时，实际功率小，电子元器件温升高，不符合电控要求。

可以看出，本发明实施例1-6采用钨发热层得到的陶瓷锅具的感应电阻能够满足陶瓷锅具电磁感应系统对感应电阻的要求，烧结高温釉料层后，其感应电阻基本无变化，符合电控要求。而对比例1和2中分别采用银发热层和铝发热层，烧结高温釉料层后，其感应电阻大幅度下降，电磁感应电阻偏小，导致该陶瓷锅具在搭配电磁感应系统使用时，实际功率小，电子元器件温升高，不符合电控要求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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 (23)

1.一种烹饪容器，其特征在于，包括：

陶瓷基材；

发热层，所述发热层设置在所述陶瓷基材的至少部分内表面上，所述发热层的方阻为1mΩ～20mΩ，且所述发热层包括金属感磁材料，所述金属感磁材料的熔点大于1000摄氏度，所述金属感磁材料的相对磁导率小于10。

2.根据权利要求1所述的烹饪容器，其特征在于，所述金属感磁材料的相对磁导率大于1且小于10。

3.根据权利要求1所述的烹饪容器，其特征在于，还包括：

第一釉层，所述第一釉层设置在所述发热层远离所述陶瓷基材的至少部分表面上，所述第一釉层的烧结温度大于1000摄氏度。

4.根据权利要求3所述的烹饪容器，其特征在于，所述第一釉层的烧结温度为1100-1200摄氏度。

5.根据权利要求1所述的烹饪容器，其特征在于，所述金属感磁材料在所述发热层中的含量为60-90wt％；

和/或，所述陶瓷基材的膨胀系数与所述金属感磁材料的膨胀系数差值在±30％范围内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

所述金属感磁材料在20摄氏度下测定的电导率≤7*10^-8S/m；

所述金属感磁材料在100-300摄氏度下测定的膨胀系数为1*10^-6～3*10^-6/℃；

所述陶瓷基材在100-300摄氏度下测定的膨胀系数为0.5×10^-6～2×10^-6/℃。

7.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，所述发热层的烧结温度大于1000摄氏度。

8.根据权利要求7所述的烹饪容器，其特征在于，所述发热层的烧结温度为1300-1700摄氏度。

9.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，所述金属感磁材料为钨。

10.根据权利要求3-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，还包括：

第二釉层，所述第二釉层设置在所述陶瓷基材的至少部分外表面上。

11.根据权利要求10所述的烹饪容器，其特征在于，所述第二釉层的烧结温度大于1000摄氏度。

12.根据权利要求10所述的烹饪容器，其特征在于，满足以下条件的至少之一：

所述第一釉层和所述第二釉层的厚度各自独立的为100μm～500μm；

所述第一釉层和所述第二釉层在100-300摄氏度下测定的膨胀系数各自独立的为0.5×10^-6～2×10^-6/℃；

所述第一釉层和所述第二釉层的材料各自独立的包括选自氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠中的至少之一。

13.根据权利要求10所述的烹饪容器，其特征在于，所述第二釉层和所述第一釉层在所述烹饪容器的容器口处平滑过渡连接。

14.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，所述发热层的厚度为10μm～50μm；

和/或，远离所述烹饪容器的底壁中心方向的所述发热层的至少一部分呈厚度逐渐减小的趋势。

15.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，所述发热层由所述烹饪容器的底壁向侧壁延伸，侧壁处所述发热层的平均厚度小于底壁处所述发热层的平均厚度。

16.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，设置在所述烹饪容器的侧壁上部的所述发热层的厚度小于设置在所述烹饪容器的侧壁下部的所述发热层的厚度，且所述侧壁上部的所述发热层和所述侧壁下部的所述发热层平滑过渡连接。

17.根据权利要求16所述的烹饪容器，其特征在于，所述侧壁上部的所述发热层与所述侧壁下部的所述发热层的连接处的厚度是逐渐变化的。

18.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，所述发热层包括过渡连接层和金属层，所述金属层包括金属感磁材料和玻璃相，所述过渡连接层包括玻璃相，所述陶瓷基材通过所述过渡连接层与所述金属层连接。

19.根据权利要求18所述的烹饪容器，其特征在于，所述金属感磁材料嵌入所述过渡连接层的玻璃相中；

和/或，所述金属层中的玻璃相和所述过渡连接层中的玻璃相相互连接。

20.根据权利要求18所述的烹饪容器，其特征在于，所述过渡连接层中的玻璃相和所述金属层中的玻璃相的材料各自独立的包括选自氧化铝、氧化硅、氧化锂、氧化钛、氧化钾和氧化钠中的至少之一。

21.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，所述发热层覆盖所述陶瓷基材内表面的面积与所述陶瓷基材的内表面的面积的比值为1/3～1。

22.根据权利要求1-5任一项所述的烹饪容器，其特征在于，满足以下条件的至少之一：

所述第一釉层覆盖所述发热层远离所述陶瓷基材的表面和所述陶瓷基材未被所述发热层覆盖的内表面；

所述第二釉层覆盖所述陶瓷基材整个外表面；

还包括第三釉层，所述第三釉层设在所述陶瓷基材的内表面上，且所述发热层设在所述第三釉层远离所述陶瓷基材的表面上，所述第一釉层设在所述发热层远离所述陶瓷基材的表面和所述第三釉层未被所述发热层覆盖的表面上。

23.一种烹饪设备，其特征在于，包括：

权利要求1～22中任一项所述的烹饪容器；以及

磁场发生装置，所述磁场发生装置用于提供交变磁场以使得所述烹饪容器中的发热层通过电磁感应加热。

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