CN213605752U - 一种抑菌钛金锅 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抑菌钛金锅，包括锅体和锅柄，锅体包括：一不锈钢层，不锈钢层具有呈锅形，其厚度为0.4‑0.8mm；一纯铝层，纯铝层结合于不锈钢层的内表面，其厚度为1‑3mm；一纯钛层，纯钛层结合于纯铝层的内表面，其厚度为0.4‑0.8mm；以及一氮氧化钛薄膜，氮氧化钛薄膜结合于纯钛层的内表面，其厚度为0.8‑2μm。本实用新型的抑菌钛金锅内层具有氮氧化钛薄膜，将氮元素引入到二氧化钛的晶格或晶界中，将杂质能级和缺陷能级引入到二氧化钛禁带带隙中，减小其所受激发能，使二氧化钛的带隙降低，拓宽了二氧化钛的光吸收范围，提高钛金锅的抑菌效果。

Description

一种抑菌钛金锅

技术领域

本实用新型涉及锅具领域，特别涉及一种抑菌钛金锅。

背景技术

人们常使用的锅具常见材质有铁锅、铝锅、不锈钢锅、陶瓷锅等。铁质锅的缺点是笨重、容易生锈，尤其是铁锅常与食盐接触，更是容易发生电化学腐蚀。铝锅重量轻、导热性好，但是铝锅长期与酸、碱和盐等调味品接触，会释放的铝离子进入食物，人体长期过量摄入铝离子，会威胁骨骼、脑及神经系统等。不锈钢锅中除了具有铁元素和镍元素外，还含有钼、镉、锰等微量元素，在酸碱盐的环境中，这些微量元素会溶解出来，并通过食物进入人体并在人体内慢慢累积，累积到一定量是，会危害人体健康。市面上的陶瓷锅的瓷釉中含有少量的铅，也会危害到人体健康。随着生活水平的提高，人们对绿色、健康、安全的锅具要求越来越高。

钛金属的优点熔点高、密度小、耐腐蚀性强，其用作锅具材料时安全健康无毒，不会有重金属析出。二氧化钛具有杀菌作用，其原理是在光照作用下，二氧化钛形成内具有空穴，当其受紫外线照射时，比其禁带宽度 (约为3.2eV)能量大的光线被吸收，使价带的电子激发至导带，结果使价电子带缺少电子而发生空穴，形成容易移动且活性很强的电子空穴对。这样的电子空穴对一方面可以在发生各种氧化还原反应时相互之间又重新结合，以热量或产生荧光的形式释放能量，另一方面可离解成在晶格中自由迁移到晶格表面或其它反应场所的自由空穴和自由电子，并立即被表面基团捕获。通常情况下二氧化钛会表面水活化产生表面羟基捕获自由空穴，形成羟基自由基，而游离的自由电子很快会与吸收态氧气结合产生超氧自由基，因而会将周围的细菌与病毒杀死。通常，二氧化钛在紫外光下具有较好的光催化活性，而在可见光下催化活性较低。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供一种抑菌钛金锅，包括锅体和锅柄，锅体包括：

一不锈钢层，不锈钢层呈锅形，其厚度为0.4-0.8mm；

一纯铝层，纯铝层结合于不锈钢层的内表面，其厚度为1-3mm；

一纯钛层，纯钛层结合于纯铝层的内表面，其厚度为0.4-0.8mm；以及

一氮氧化钛薄膜，氮氧化钛薄膜结合于纯钛层的内表面，其厚度为 0.8-2μm。

在某些实施方式中，不锈钢层、纯铝层和纯钛层通过热压合结合。

在某些实施方式中，氮氧化钛薄膜通过射频磁控溅射处理方法形成。

在某些实施方式中，射频磁控溅射处理以氮气为反应气体，以氩气为工作气体，以锅体的内层为衬底，以二氧化钛为靶材。

在某些实施方式中，射频磁控溅射处理中，锅体被加热到350-400℃。

在某些实施方式中，射频磁控溅射处理中，N₂的流量为2.5-3sccm，Ar 的流量为90-100sccm。

在某些实施方式中，射频磁控溅射处理中，射频溅射功率为300W。

在某些实施方式中，射频磁控溅射处理中，射频磁控溅射处理处理时间为5-8h。

本实用新型的抑菌钛金锅的有益效果在于：钛金锅的内层表面具有一定厚度的掺氮的二氧化钛层，将氮元素引入到二氧化钛的晶格或晶界中，由此而形成的杂质能级和缺陷能级引入到二氧化钛禁带带隙中，减小其所受激发能，这样不但使二氧化钛的带隙降低，拓宽了二氧化钛的光吸收范围，使二氧化钛具有可见光活性，提高钛金锅的抑菌效果；氮氧化钛薄膜化学性能稳定，耐腐蚀性和耐磨性优异，具有亲水性和生物亲和性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的抑菌钛金锅的外观示意图。

图2为本实用新型一实施例的抑菌钛金锅的剖面示意图。

图3为本实用新型一实施例的抑菌钛金锅的锅体制备方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

根据本公开的一个方面，提供一种抑菌钛金锅，请参考图1，包括锅体 1和锅柄2。

请参考图2，锅体1包括:

一不锈钢层3，不锈钢层3呈锅形，其厚度为0.4-0.8mm；

一纯铝层4，纯铝层4结合于不锈钢层3的内表面，其厚度为1-3mm；

一纯钛层5，纯钛层5结合于纯铝层4的内表面，其厚度为0.4-0.8mm；以及

一氮氧化钛薄膜6，氮氧化钛薄膜6结合于纯钛层5的内表面，其厚度为0.8-2μm。

锅体1最外层为不锈钢，不锈钢层3的材质优选为304或316不锈钢，一方面能够提高锅体1的强度，另一方面不锈钢具有导磁性，适用于电磁炉。钛的导热系数小，在不锈钢层3和纯钛层5之间设置纯铝层，铝的导热率高，热量从不锈钢层3传递到纯铝层4后，迅速地分散在纯钛层4上，使纯钛层5各位置受热均匀，避免热量在纯钛层4的局部集中。

本公开的抑菌钛金锅的内表面形成形成掺氮的二氧化钛层，即氮氧化钛薄膜，将氮元素引入到二氧化钛的晶格或晶界中，由此而形成的杂质能级和缺陷能级引入到二氧化钛禁带带隙中，减小其所受激发能，这样不但使二氧化钛的带隙降低，拓宽了二氧化钛的光吸收范围，使二氧化钛具有可见光活性，提高钛金锅的抑菌能力。氮氧化钛薄膜化学性能稳定，耐腐蚀性和耐磨性优异，具有亲水性和生物亲和性。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种抑菌钛金锅的制备方法，请参考图3，包括以下步骤：

S1：清洁不锈钢圆板、纯铝圆板和纯钛圆板的表面；

S2：将不锈钢圆板、纯铝圆板和纯钛圆板依次叠，加热至500±10℃，高压多次辊压，形成复合坯板；

S3：将复合坯板拉伸成锅体，其中纯钛层为锅体内层；

S4：以氮气为反应气体，以氩气为工作气体，以锅体的内层为衬底，以二氧化钛为靶材，对锅体内层进行射频磁控溅射处理，使在锅体内层表面形成氮氧化钛薄膜；

S5：对锅体进行退火处理。

在某些实施方式中，在步骤S1中，采用丙酮清洗不锈钢圆板、纯铝圆板和纯钛圆板的表面，洗掉表面的杂质和油污等。

在步骤S5中，将锅体在真空炉中退火处理，退火温度为400-450℃。

射频溅射是利用射频放电等离子体中的正离子轰击靶材、溅射出靶材原子从而沉积在接地的基板表面的技术，而射频磁控溅射是在射频溅射的基础上通过在靶材表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率。

在本实用新型中，向射频磁控溅射仪通入N₂，在溅射TiO₂过程中，氮元素参与反应，扩散至TiO₂中，在锅体内层表面形成掺氮的TiO₂层。

在本实用新型中，锅体被加热到350-400℃，N₂的流量为2.5-3sccm， Ar的流量为90-100sccm，射频溅射功率为300W。延长射频磁控溅射时间，可增加氮氧化钛薄膜厚度。在本实施方式中，射频磁控溅射处理处理时间为5-8h。在上述工艺条件下，能够在锅体内层形成厚度达到0.8-2μm的氮氧化钛即TiO_2-xN_x薄膜(x>0)，具有良好的光催化活性和抑菌效果。此外，氮氧化钛薄膜耐磨性好。

以上的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种抑菌钛金锅，其特征在于，包括锅体和锅柄，锅体包括：

一不锈钢层，所述不锈钢层呈锅形，所述不锈钢层的厚度为0.4-0.8mm；

一纯铝层，所述纯铝层结合于不锈钢层的内表面，所述纯铝层的厚度为1-3mm；

一纯钛层，所述纯钛层结合于纯铝层的内表面，所述纯钛层厚度为0.4-0.8mm；以及

一氮氧化钛薄膜，所述氮氧化钛薄膜结合于纯钛层的内表面，所述氮氧化钛薄膜的厚度为0.8-2μm。

2.根据权利要求1所述的抑菌钛金锅，其特征在于，所述不锈钢层、纯铝层和纯钛层通过热压合结合。

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