烹饪器具的制备方法和烹饪器具技术

本发明专利技术涉及炊/厨具技术领域，尤其涉及一种烹饪器具的制备方法和烹饪器具。本发明专利技术的烹饪器具的制备方法，包括以下步骤：提供基材，所述基材的材料包括金属；将所述基材进行离子注入，以在所述基材的表面形成预合金化的高熵合金层；将所述预合金化的高熵合金层进行感应重熔处理，得到高熵合金层。本申请以高熵合金层作为不粘层，能够改善烹饪器具的不粘层的持久不粘性，并通过离子注入与感应重熔相结合的方式制备高熵合金层，可避免不粘层与基材之间存在的结合力问题或减少对不粘涂层的使用性能的影响。的影响。的影响。

Preparation method of cooking utensils and cooking utensils

【技术实现步骤摘要】
烹饪器具的制备方法和烹饪器具


[0001]本专利技术涉及炊/厨具
，尤其涉及一种烹饪器具的制备方法和烹饪器具。

技术介绍

[0002]现有不粘技术中，炊具用不粘材料一般包括含氟涂料、陶瓷涂料和有机硅树脂，三者主要以喷涂形式涂覆在基体内表面以制备不粘涂层。这几种不粘材料的持久不粘性仍然存在改进的需求。此外，除上述几种不粘材料之外，其他类型的不粘材料也大都以喷涂形式涂覆在基体内表面，以在基体内表面形成不粘涂层。然而，相关技术中，通过喷涂如热喷涂或冷喷涂的方式制备不粘涂层，不可避免的会对基体产生热影响，也会造成不粘涂层内部的杂质较多，影响不粘涂层的使用性能，进而影响不粘涂层以及烹饪器具的使用寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种烹饪器具的制备方法和烹饪器具，可以改善持久不粘的效果，延长烹饪器具的使用寿命。
[0004]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供一种烹饪器具的制备方法，包括以下步骤：
[0006]提供基材，所述基材的材料包括金属；
[0007]将所述基材进行离子注入，以在所述基材的表面形成预合金化的高熵合金层；
[0008]将所述预合金化的高熵合金层进行感应重熔处理，得到高熵合金层。
[0009]本专利技术提供的烹饪器具的制备方法，在基材的表面形成了高熵合金层，该高熵合金层可以作为不粘层或起到不粘层的作用，利用高熵合金中多种元素原子随机占据晶格点阵位置，且由于各原子半径不同，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，趋向于形成非晶结构，从而使材料具有低的表面能，宏观上表现出不粘的作用，从而有利于烹饪器具表现出良好的持久不粘性。同时，采用金属材质的基材，并对该基材进行离子注入处理，对基材进行表面改性，即采用离子注入的方式将其余多种金属元素注入基材表面进行表面改性，可以在基材表面形成预合金化的高熵合金层；而后为进一步改善表面高熵合金薄层的组织结构，进行均匀的合金化，将得到的预合金化的高熵合金层进行感应重熔原位合成处理，达到对基材表层改性目的的同时，减少了对锅体的热损伤。由此，在金属基材的基础上，利用上述离子注入和感应重熔相结合的方式形成的高熵合金层，能够缓解高熵合金层与基材之间存在的界面分层或结合力问题，减少或避免所形成的高熵合金层产生脱落失效的问题，也可以避免采用现有的涂覆比如热喷涂技术所形成的涂层存在的容易对基材产生热影响、容易造成涂层机械性能下降、影响涂层的质量和使用寿命的问题。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述离子注入过程中注入的元素包括高熵合金组成元素，所述高熵合金组成元素包括Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Pb、Si和B中的至少三种。通过将多种金属元素(如三种及以上)通过离子注入方法注入基材内表面，加上基材本身元素使预合金化的高熵合金层包含四种及以上元素；在对预合金
化的高熵合金层进行感应重熔，可以在基材内表面形成高熵合金薄层。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述高熵合金组成元素中，各组成元素的原子比为0.8～1.2。这样可以保证形成高熵合金层材料的多主元特性。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述离子注入的靶材包括单质靶材或合金靶材，所述单质靶材包括Mg靶材、Al靶材、Ti靶材、V靶材、Cr靶材、Mn靶材、Fe靶材、Co靶材、Ni靶材、Cu靶材、Zn靶材、Zr靶材、Nb靶材、Mo靶材、Sn靶材、Hf靶材、Ta靶材、W靶材、Pb靶材、Si靶材和B靶材中的至少三种；
[0013]所述合金靶材包括二元合金靶材、三元合金靶材或高熵合金靶材。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述离子注入的操作条件满足以下至少之一：
[0015]离子注入能量为80KeV～160KeV；
[0016]离子注入中各元素的离子注入剂量各自独立地为1
×
10
12
ions/cm2～1
×
10
18
ions/cm2；
[0017]离子注入的温度为≤250℃；
[0018]离子注入的不均匀性＜6％。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述预合金化的高熵合金层的厚度为0.1μm～2μm。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述感应重熔的工艺参数包括：
[0021]振荡频率为200KHz～250KHz，振荡功率为200kW～250kW，输出功率为150kW～200kW，感应线圈与基材的间隙为2mm～4mm。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述感应重熔的工艺参数包括：加热温度为高熵合金组成元素中具有最高熔点温度的元素的熔点温度，加热时间30s～40s。
[0023]在上述离子注入和感应重熔的操作条件下所形成的高熵合金层，组织致密，组织结构稳定、杂质少、机械性能优良，具有强度高、硬度高、耐磨和耐腐蚀性能良好的特点，有利于使烹饪器具表现出更持久的不粘寿命。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述基材的材料包括铝及其合金、钛及其合金、镁及其合金、铜及其合金、碳钢、不锈钢或铸铁中的至少一种。
[0025]根据本专利技术的第二方面，提供一种烹饪器具，该烹饪器具采用如上所述的烹饪器具的制备方法制备得到；所述烹饪器具包括基材，以及形成于所述基材表面的高熵合金层。
附图说明
[0026]图1为本申请示例性的一种实施方式提供的烹饪器具的结构示意图；
[0027]图2为本申请示例性的一种实施方式提供的高熵合金的晶格示意图。
[0028]附图标记：
[0029]10
‑
基材；
[0030]20
‑
高熵合金层。
[0031]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
[0032]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。
[0033]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。
[0034]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烹饪器具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供基材，所述基材的材料包括金属；将所述基材进行离子注入，以在所述基材的表面形成预合金化的高熵合金层；将所述预合金化的高熵合金层进行感应重熔处理，得到高熵合金层。2.根据权利要求1所述的烹饪器具的制备方法，其特征在于，所述离子注入过程中注入的元素包括高熵合金组成元素，所述高熵合金组成元素包括Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W、Pb、Si和B中的至少三种。3.根据权利要求2所述的烹饪器具的制备方法，其特征在于，所述高熵合金组成元素中，各组成元素的原子比为0.8～1.2。4.根据权利要求1所述的烹饪器具的制备方法，其特征在于，所述离子注入的靶材包括单质靶材或合金靶材，所述单质靶材包括Mg靶材、Al靶材、Ti靶材、V靶材、Cr靶材、Mn靶材、Fe靶材、Co靶材、Ni靶材、Cu靶材、Zn靶材、Zr靶材、Nb靶材、Mo靶材、Sn靶材、Hf靶材、Ta靶材、W靶材、Pb靶材、Si靶材和B靶材中的至少三种；所述合金靶材包括二元合金靶材、三元合金靶材或高熵合金靶材。5.根据权利要求1所述的烹饪器具的制备方法，其特征在于，所述离子注入的操作条件满足以下至少之一：离子注入能量为80KeV～160...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，瞿义生，袁华庭，张明，
申请(专利权)人：武汉苏泊尔炊具有限公司，
类型：发明
国别省市：