CN214595447U - 一种烹饪炊具 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种烹饪炊具，所述烹饪炊具包括锅体及不粘涂层，所述锅体包括高熵合金，所述不粘涂层形成于所述锅体的表面。本申请提供的烹饪炊具，能够提高不粘持久性，提升炊具的使用寿命。

Description

一种烹饪炊具

技术领域

本申请涉及炊具技术领域，尤其涉及一种烹饪炊具。

背景技术

目前炊具用不粘材料主要有氟涂料、陶瓷涂料和有机硅树脂。三者主要以喷涂形式在锅内表面制备不粘涂层，以达到加热食物时不粘的目的。氟涂料主要有PTFE(聚四氟乙烯)、PFOA(全氟辛酸铵)、PFA(全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物)、FEP(聚全氟乙丙烯共聚物)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等，其不粘原理主要是含氟聚合物具有极低的表面自由能。陶瓷涂料主要是硅氧键，无机硅占主要成分的涂料。主要是在锅体表面形成纳米结构从而达到不粘的效果。有机硅树脂主要是利用其表面能低的特点达到不粘的效果。这三种涂料虽有不粘效果，但都有明显的缺陷：氟涂料不粘涂层不耐磨损，炒菜不能用铁铲，也不能用钢丝球、百洁布清洗，高温下分解可能产生有害物质，磨损后不粘性下降；陶瓷涂料不粘效果较氟涂料差，持久不粘性也不好，一般使用3～6个月涂层容易脱落；有机硅涂料不粘效果也较氟涂料差，接触高温或明火后颜色容易发黄或发灰，且高温下硬度下降，容易产生“回粘”现象。由此可见，目前烹饪炊具的持久不粘性较差。

实用新型内容

本申请提供了一种烹饪炊具，能够提高不粘持久性，提升炊具的使用寿命。

本申请实施例提供一种烹饪炊具，所述烹饪炊具包括锅体及不粘涂层，所述锅体的材质包括高熵合金，所述不粘涂层形成于所述锅体的表面。

在上述方案中，锅体采用高熵合金，高熵合金中由于各个原子半径不同，增加材料微观组织的无序性，从而抑制了晶格内部位错，产生晶格畸变，高熵合金的高熵显著降低了自由能，从而使得高熵合金材料具有较低的表面能，形成初始不粘效果，进一步提高炊具表面的不粘涂层的持久不粘性，提高不粘涂层的使用寿命；并且根据高熵合金材质的锅体制成的锅体，还能提高锅体的耐磨性，提高锅体的使用寿命。

在一种可行的实施方式中，所述锅体为单层锅体，所述锅体的材质为高熵合金，所述锅体的厚度为2.5mm～4.0mm。

在上述方案中，整个锅体都采用高熵合金制成，提高保障锅体的耐磨性，并且高熵合金材质的锅体能够具备一定初始不粘效果，从而可以提高整个锅体的不粘持久性。

在一种可行的实施方式中，所述锅体为复合锅体，所述锅体包括至少一层第一层及设置于所述第一层表面的第二层；所述第一层的材质包括铝合金、不锈钢、铁、钛合金和镁合金中的至少一种；所述第二层的材质为高熵合金。

在一种可行的实施方式中，所述不粘涂层形成于所述第二层远离所述第一层的表面。

在一种可行的实施方式中，所述锅体的总厚度为2.5mm～4.0mm，所述第二层的厚度为0.5mm～2.5mm。

在上述方案中，采用复合锅体，可以有利于降低锅体的制备成本，并能够使得锅体本身具有一定的初始不粘效果，在喷涂不粘涂层后，有利于提高整个锅体的不粘持久性。

在一种可行的实施方式中，所述锅体的总厚度为2.5mm～4.0mm，所述第二层的厚度为0.5mm～2.5mm。

在上述方案中，如果高熵合金制成的第二层的厚度小于0.5mm时，第二层太薄，在使用过程中容易击穿，破坏锅体的不粘性；当第二层的厚度超过2.5mm后，随着厚度增加，成本也会上升。

在一种可行的实施方式中，所述高熵合金材料的组成元素包括Mg、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Pb、Si及B中的至少四种。

在上述方案中，各个金属元素为常用的金属元素，组合形成的高熵合金能够降低生产成本，并且由于高熵合金具有更低的表面能，可以产生不粘效果。

在一种可行的实施方式中，所述高熵合金包括AlCrFeCoNi高熵合金、AlCrFeTiNi高熵合金、AlCrFeMnNi高熵合金、AlCrFeCoNiCu高熵合金、FeNiAlCr高熵合金、FeCrNiMnAl高熵合金及FeCrCuTiV高熵合金中的至少一种。

在上述方案中，可以降低生产成本。

在一种可行的实施方式中，所述高熵合金中各元素的摩尔含量为5％～35％。

在上述方案中，将各个元素的摩尔含量控制在5％～35％之间，以保证合金的多主元特征，可以提高合金结构的无序化程度。

在一种可行的实施方式中，所述不粘涂层的厚度为30um～300um。

在上述方案中，当不粘涂层的厚度小于30um时，降低持久不粘寿命；当不粘涂层的厚度超过300um后，成本增加，不粘涂层的结合力下降，在使用过程中可能会带来不粘涂层脱落的风险。

在一种可行的实施方式中，所述不粘涂层采用空气喷涂工艺形成于所述锅体靠近烹饪腔的内表面，所述不粘涂层的材质包括含氟不粘涂料及陶瓷不粘涂料中的至少一种。

在上述方案中，含氟不粘涂料及陶瓷不粘涂料可以进一步提升整个炊具的不粘性。

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为本申请实施例所提供一种烹饪炊具的整体示意图；

图2为本申请实施例所提供一种烹饪炊具的截面示意图；

图3为本申请实施例所提供一种烹饪炊具的另一种截面示意图。

附图标记：

10-锅体；101-第一层；102-第二层；

11-不粘涂层。

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

为了使本申请的日的、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。

在本说明书的描述中，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”可以是固定连接或者是可拆卸连接，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。

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”。

实施例1

图1为本申请实施例提供的一种烹饪炊具的结构示意图，图2为本申请实施例所提供一种烹饪炊具的截面示意图。

如图1～图2所示，所述烹饪炊具包括锅体10及不粘涂层11，所述锅体10的材质包括高熵合金，所述不粘涂层11形成于所述锅体10的表面。

在上述方案中，采用高熵合金制备锅体，高熵合金中由于各个原子半径不同，增加材料微观组织的无序性，从而抑制了晶格内部位错，产生晶格畸变，高熵合金的高熵显著降低了自由能，从而使得高熵合金材料具有较低的表面能，形成初始不粘效果，进一步提高炊具表面的不粘涂层的持久不粘性，提高不粘涂层的使用寿命；并且根据高熵合金材质制成的锅体，还能提高锅体的耐磨性，提高锅体的使用寿命。

需要说明的是，高熵合金中由于各个原子半径不同，导致固溶体产生严重的晶格畸变，增加材料微观组织的无序性，高熵合金内部形成非晶结构，从而使得高熵合金材料具有较低的表面能，形成初始不粘效果。

在一些具体的实施方式中，所述高熵合金材料的组成元素包括Mg、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Pb、Si及B中的至少四种。

具体地，所述高熵合金包括AlCrFeCoNi高熵合金、AlCrFeTiNi高熵合金、AlCrFeMnNi高熵合金、AlCrFeCoNiCu高熵合金、FeNiAlCr高熵合金、FeCrNiMnAl高熵合金及FeCrCuTiV高熵合金中的至少一种。

更具体地，所述高熵合金中各组成元素的摩尔含量为5％～35％。高熵合金例如可以是Fe₂₅Mn₃₅Cr₁₀Cu₁₀Ti₁₀、Fe_1.8CrNiMn₂Al_1.2、Al₂Cr_0.5FeTiNi_0.5、FeCrAl_1.8CuNi₂等等。将各个元素的摩尔含量控制在上述范围内，可以保证合金的多主元特征，可以提高合金结构的无序化程度。

作为本申请可选的技术方案，高熵合金的制备工艺包括真空电弧熔炼法、真空感应熔炼法、粉末冶金法中的至少一种。

在一种实施方式中，采用真空电弧熔炼法制备高熵合金，制备过程包括：将高纯金属原料(至少四种金属原料)装入真空电弧炉中的坩埚内，所述高纯金属原料为经过除锈、除油及干燥后的金属；抽真空至6*10^-2Pa～5*10^-3Pa，往电弧炉冲入高纯氩气至1.013*10⁵Pa开始熔炼；控制引弧电流为60A～70A，先在装有高纯金属原料的坩埚上熔炼，除去炉膛中的氧气，然后用焊枪对原料进行熔炼，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，即可得到所需块状不粘高熵合金。

在另一种实施方式中，采用真空感应熔炼法制备高熵合金，其中，真空感应熔炼是指利用电磁感应在线圈中产生涡流的方法对金属进行熔炼。制备过程包括：将高纯金属原料(至少四种金属原料)放置在真空感应熔炼炉中，所述高纯金属原料为经过除锈、除油及干燥后的金属；炉体抽真空至5*10^-2Pa～3*10^-3Pa后，充入高纯保护氩气至1.013*10⁵Pa；随后感应加热，熔化加热过程中逐级增加输入功率，根据所炼金属原料的熔点调节功率大小，使原料以适当的速率熔化，防止原料熔液因气体剧烈窜出产生沸腾喷溅现象，精炼温度控制在所炼金属熔点的100℃以上。

在又一种实施方式中，采用粉末冶金法制备高熵合金，制备过程包括：将高纯金属原料(至少四种金属原料)混合并通过熔化浇铸、轧制，制成高熵合金。

进一步地，如图1所示，基材经过拉伸成型可以形成具有烹饪腔的锅体10，所述不粘涂层11采用空气喷涂工艺形成于所述锅体10靠近烹饪腔的内表面上。具体地，锅体10可以使单层锅体或复合锅体。

如图2所示，当锅体10为单层锅体时，锅体10的材质为高熵合金，即采用至少一种高熵合金的锅体10拉伸成型得到锅体10。

如图3所示，当锅体10为复合锅体时，锅体10包括至少一层第一层101及设置于所述第一层101表面的第二层102。在具体实施例中，所述第一层101的材质包括铝合金、不锈钢、铁、钛合金和镁合金中的至少一种；所述第二层102的材质为高熵合金。其中，所述不粘涂层11形成于所述第二层102远离所述第一层101的表面。

需要说明的是，复合锅体为多层材质复合形成的锅体，例如由一层镁铝合金、一层高熵合金复合形成的基材，再通过拉伸成型复合锅体10。

第一层101的材质所采用的金属元素例如为Fe、Al、Cr、Mg等等，第二层102的材质包括AlCrFeCoNi高熵合金、AlCrFeTiNi高熵合金、AlCrFeMnNi高熵合金、AlCrFeCoNiCu高熵合金、FeNiAlCr高熵合金、FeCrNiMnAl高熵合金及FeCrCuTiV高熵合金中的至少一种。可以理解地，通过提高第一层101的金属元素与第二层102的金属元素重合度，以提高锅体10与不粘涂层11的融合度，进而提高锅体10与不粘涂层11的结合力，防止不粘涂层脱落。

进一步地，锅体10的内表面为粗糙面，粗糙面的表面粗糙度Ra为3um～5um。需要说明的是，粗糙度Ra为轮廓算术平均偏差。将粗糙度控制在该范围内，层能够具有较好的致密性，不易脱落，粗糙度过小或过大，容易导致层结合力差，易脱落。

可选地，所述粗糙面的粗糙度Ra可以为3um、3.2um、4um、4.2um、5um，从而提高不粘涂层11与锅体10的结合力。当然，所述粗糙面的粗糙度Ra还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。

可选地，锅体10的总厚度可以达到2.5mm～4.0mm，具体可以是2.5mm、2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4.0mm等，当然，锅体10的总厚度还可以上述范围内的其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。

为了降低成本，所述第二层102的厚度为0.5mm～2.5mm，具体可以是0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4.0mm等，第二层102的厚度还可以上述范围内的其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。需要说明的是，当高熵合金制成的第二层102的厚度小于0.5mm时，第二层102的厚度太薄，在使用过程中容易击穿，破坏锅体10的不粘性；当第二层102的厚度超过2.5mm后，随着厚度增加，成本也会上升，锅体重量也会加大，影响用户使用体验。

所述不粘涂层11的厚度为30um～300um；当不粘涂层11的厚度小于30um时，工艺上难以处理，降低不粘效果；当不粘涂层11的厚度超过300um后，成本增加，不粘涂层11的结合力下降，在使用过程中可能会带来不粘涂层脱落的风险。

可选地，不粘涂层11的厚度具体可以是30um、50um、80um、100um、120um、150um、180um、200um、230um、250um、280um、300um等，优选地，不粘涂层11的厚度为100um～180um。

所述不粘涂层11的材质包括含氟不粘涂料及陶瓷不粘涂料中的至少一种。其中，含氟不粘涂料可以是聚四氟乙烯PTFE、全氟辛酸铵PFOA、全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物PFA、聚全氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE等。陶瓷不粘涂料可以是硅氧烷系列、硅氮烷系列、纳米二氧化硅系列等。

在一种实施方式中，不粘涂层11采用空气喷涂工艺形成。空气喷涂工艺是以压缩空气将涂料雾化进行喷涂，从而形成涂层的方法。在具体实施例中，空气喷涂处理的条件包括：喷枪的喷涂距离150mm～170mm；空气压力0.2MPa～0.4MPa，流量6L/min～10L/min。

为了更好体现本申请烹饪炊具的持久不粘性，现对本申请中烹饪炊具进行不粘寿命测试。

准备材料：

提供以FeCrAl_1.8CuNi₂高熵合金、FeCrCuTiV高熵合金、AlCrFeMnNi高熵合金经过拉伸成型的锅体为实施例，用空气喷涂工艺在锅体内表面制备不粘涂层。

提供以铝合金、镁合金为基材拉伸成型的锅体为实施例，用空气喷涂工艺在锅体内表面制备不粘涂层。

实施例1～3及对比例1～2的具体参数见表1。

测试：

相同的环境下进行以下程序，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。

在进行加速模拟测试时，每个循环结束后对不粘寿命进行判定。出现下述现象之一的即可判定终点：

(1)不粘性下降：

煎鸡蛋不粘等级连续两个循环为Ⅲ级；

(2)外观破坏，符合下列a～e任意一种情况：

a.涂层出现起毛现象；

b.涂层脱落面积直径大于3mm²；

c.磨损明显露出基材；

d.涂层出现刺穿型划伤(露基材)超过3条；

e.出现用湿抹布无法洗掉的脏污；

记录测试至终点时模拟测试循环的次数即作为产品的不粘寿命，循环次数越多表示涂层不粘寿命越长，试验结果如表1所示。

表1

由实施例和对比例实验结果可知：本申请实施例提供的高熵合金制成的锅体，在锅体内表面再喷涂形成不粘涂层，由于高熵合金的高熵可以降低材料自由能，从而使得高熵合金材料具有较低的表面能，形成初始不粘效果，在锅体的初始不粘效果的基础上，形成不粘涂层，可以提高不粘涂层的持久不粘性，提高锅体的不粘寿命。

以上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下，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内。

Claims (7)

1.一种烹饪炊具，其特征在于，所述烹饪炊具包括锅体(10)及不粘涂层(11)，所述锅体(10)的材质包括高熵合金，所述不粘涂层(11)形成于所述锅体(10)的表面。

2.根据权利要求1所述的烹饪炊具，其特征在于，所述锅体(10)为单层锅体，所述锅体(10)的材质为高熵合金，所述锅体(10)的厚度为2.5mm～4.0mm。

3.根据权利要求1所述的烹饪炊具，其特征在于，所述锅体(10)为复合锅体，所述锅体(10)包括至少一层第一层(101)及设置于所述第一层(101)表面的第二层(102)；所述第一层(101)的材质为铝合金、不锈钢、铁、钛合金和镁合金中的一种，所述第二层(102)的材质为高熵合金。

4.根据权利要求3所述的烹饪炊具，其特征在于，所述不粘涂层(11)形成于所述第二层(102)远离所述第一层(101)的表面。

5.根据权利要求3所述的烹饪炊具，其特征在于，所述锅体(10)的总厚度为2.5mm～4.0mm，所述第二层(102)的厚度为0.5mm～2.5mm。

6.根据权利要求1所述的烹饪炊具，其特征在于，所述不粘涂层(11)的厚度为30um～300um。

7.根据权利要求1所述的烹饪炊具，其特征在于，所述不粘涂层(11)采用空气喷涂工艺形成于所述锅体(10)靠近烹饪腔的内表面，所述不粘涂层(11)的材质为含氟不粘涂料及陶瓷不粘涂料中的一种。

Images