本发明涉及烹饪器具,具体涉及一种可电磁感应加热的炊具及其制造方法。
背景技术:
1、传统烹饪中通常采用柴、煤、气等能源产生明火来对炊具加热,上述明火加热方式存在有害气体排放、能源消耗大、存在安全隐患等缺点,且往往需要配备专门的灶具使用,占用空间大。电磁炉采用电磁感应加热方式加热炊具,具有升温快、无明火、无烟尘、无有害气体排放、体积小、安全性好、节能等特点,在市场上广受消费者的青睐。目前,应用电磁炉进行加热的炊具主要是铁质炊具等由导磁金属材料制成的炊具。除了传统的铁质炊具,市场上还出现了陶瓷炊具、玻璃炊具、石质炊具等非导磁材料炊具,其具有无毒无害、保持食物风味等特点,在市场上也广受消费者的欢迎。然而,由于非导磁材料炊具自身不具有导磁性,上述炊具无法直接在电磁炉上加热使用。
2、为了解决非导磁材质炊具无法在电磁炉上使用的问题,相关技术提出在非导磁材质炊具底部设置由导磁材料构成的导磁层,利用导磁层的电磁感应作用来实现对炊具的加热。导磁层在电磁炉加热时,通过电磁感应作用快速产热,当由于误操作等原因使得电磁炉输入功率变化时,相关导磁层产生的热量也随之快速变化,对食物烹饪效果具有一定影响,影响食物口感。此外、陶瓷、玻璃、石材等材料抗热震性能较差,当电磁炉输出功率突然变化时,上述材质制成的炊具易于因短时间温度迅速变化而产生破裂,使用时存在安全隐患。此外,相关技术中采用贴膜或印刷的方式在炊具底面设置导磁膜,采用贴膜方式设置导磁层过程中需要多次在800-1000℃高温下烧结,采用印刷方式设置导磁层则需要多次印刷多次烧结,上述生产成本高,工艺复杂,且上述工艺要求待处理的炊具表面具有较好的平整度。
技术实现思路
1、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可电磁感应加热炊具及其制造方法,所述炊具能够直接采用电磁炉进行加热,升温稳定,使用寿命长,使用安全,保证食物口感风味,制造工艺简单。
2、根据本发明的一个方面,提供了一种可电磁感应加热炊具,包括炊具本体和设置在所述本体外表面的功能涂层,所述本体材质为非导磁材料,所述功能涂层包括聚磁功能层,所述聚磁功能层包括磁力聚集颗粒和导电金属粘结基材,所述聚磁颗粒分布在所述导电金属粘结基材中,所述磁力聚集颗粒为高导磁颗粒材料,所述导电金属粘结基材为非导磁金属材料或低导磁金属材料。本发明所述聚磁功能层包括磁力聚集颗粒和导电金属粘结基材,其中的磁力聚集颗粒为高导磁材料制成,其具有良好的导磁性能,能够吸收电磁炉产生的磁力线,在内部产生感应涡流,进而产生热量。导电金属粘结基材为非导磁金属材料或低导磁金属材料,一方面导电金属粘结基材无导磁性或具有较低导磁性,其自身在电磁炉作用下不发生电磁感应作用产热或仅产生微弱电磁感应作用产生少量热量,但其具有良好的导电性和导热性,能够将磁力聚集颗粒部分产生的热量进行有效传导,保证聚磁功能层覆盖的炊具部分均匀受热;另一方面,所述聚磁颗粒分布在所述导电金属粘结基材中,导电金属粘结基材作为金属粘结相将各个分散的磁力聚集颗粒连接成整体,同时保证聚磁功能层在炊具本体上牢固附着。本发明聚磁功能层中磁力聚集颗粒与导电金属粘结基材配合作用使得在采用电磁炉加热时,聚磁功能层仅在磁力聚集颗粒部分通过电磁感应作用产生热量,相较于单一由高导磁材料组成的导磁层,产热更加稳定,电磁炉输入功率变化时,能够更好地保持输出功率稳定,输出功率变化更为平缓,产热变化更加平缓,避免因电磁炉功率急变而导致食物口感不佳,以及陶瓷等抗热震性较差的炊具因磁炉功率变化、温度急变而产生破损,保证了烹饪食物口感,提高了炊具使用寿命和使用安全性。
3、作为优选,所述聚磁功能层中,以质量百分比计,所述导电金属粘结基材含量为40-60%,所述磁力聚集颗粒含量为40-60%。采用上述配比,保证聚磁功能层中有充足的磁力聚集颗粒通过电磁感应作用产热,兼顾加热效果和稳定温度变化效果,同时,所述配比的导电金属粘结基材使得有足够的金属粘结相将磁力聚集颗粒连接成整体并使聚磁功能层在炊具本体表面具牢固附着,同时能够快速将磁力聚集颗粒产生的热量传导至整个聚磁功能层,对炊具进行均匀加热。
4、作为优选,所述磁力聚集颗粒为钐铁氮颗粒、硅钢颗粒和铁氧体颗粒中的至少一种。钐铁氮、硅钢、铁氧体为高导磁材料,具有优良的导磁性且性能稳定,采用上述材料作为聚磁颗粒材料,能够更好吸收磁力线,使聚磁功能层中电磁感应产热点更加集中,在保证加热效果基础上更好地稳定温度变化。
5、作为优选,所述导电金属粘结基材的主要成分为铝和镁。采用铝和镁作为导电金属粘结基材的主要成分,使得电磁炉产生的磁力线能够更集中被磁力聚集颗粒吸收,同时能够将磁力聚集颗粒产生的热量快速传导至整个聚磁功能层,从而对炊具进行均匀加热。
6、作为优选,所述聚磁功能层中,以聚磁功能层总量质量百分比计,所述导电金属粘结基材中的铝的含量为30-50%,所述导电金属粘结基材中的镁的含量为2-10%。采用上述比例,使得有足够的金属粘结相将磁力聚集颗粒连接成整体并使聚磁功能层在炊具本体表面具牢固附着,同时能够快速将磁力聚集颗粒产生的热量传导至整个聚磁功能层,对炊具进行均匀加热。
7、作为优选,所述聚磁功能层的厚度为0.03-1.5mm。采用上述厚度的聚磁功能层,能够保证其电磁感应加热功能和稳定温度作用,同时保证聚磁功能层与炊具表面的牢固贴合。
8、作为优选,所述功能涂层还包括设置在聚磁功能层外的金属导磁层,所述金属导磁层由高导磁金属组成。在聚磁功能层外进一步设置金属导磁层,一方面,金属导磁层附着贴合在聚磁功能层外侧,能够隔绝空气与聚磁功能层的直接接触,避免了聚磁功能层中磁力聚集颗粒和导电金属粘结基材因氧化、污染而失效,即使在明火加热条件下,聚磁功能层中相关组分也不会因氧化失效,从而使所述炊具能够同时适用于电磁炉加热和明火加热,且由于金属之间相容性较好,金属导磁层与聚磁功能层结合紧密,层间孔隙少,防氧化性能更好,能够更好保护聚磁功能层;另一方面,金属导磁层自身具有高导磁性,在电磁炉加热时,能够保证磁力线穿过所述金属导磁层并在磁力聚集颗粒位置聚集,保证了聚磁功能层电磁感应加热功能。
9、作为优选,所述金属导磁层含有铁,且含有钼、镍和钛中的至少一种。铁为高导磁材料,能够保证金属导磁层优良的导磁性能,钼、镍、钛则能够进一步优化金属导磁层导磁性、耐高温性、抗氧化性等性能。
10、作为优选,所述金属导磁层的厚度为0.03-1.5mm。采用上述厚度的金属导磁层,能够保证其抗氧化保护等作用,同时保证金属导磁层与聚磁功能层的牢固贴合。
11、作为优选,所述功能涂层还包括抗氧化耐高温保护层,其设于所述聚磁功能层或金属导磁层之外,所述抗氧化耐高温保护层为溶胶保护涂层或树脂保护涂层,所述抗氧化耐高温保护层的厚度为0.03-1.5mm。通过在聚磁功能层或金属导磁层外设置所述抗氧化耐高温保护层,能够进一步防止聚磁功能层和金属导磁层中相关材料在空气被氧化或污染,保证聚磁功能层和金属导磁层相关功能的发挥。采用上述厚度的抗氧化耐高温保护层,能够保证其保护层功效且能够与其他功能层之间结合牢固。
12、作为优选,所述炊具本体材质可为陶瓷、玻璃或石材。
13、作为优选,所述功能涂层设置在所述本体的底面和/或侧面。根据外部电磁加热装置加热线圈位置,具体选择炊具本体上设置功能涂层的位置。
14、作为优选,所述本体被所述功能涂层包覆的部分设有凹凸结构。通过在本体被功能涂层包覆的部分设置凹凸结构,增加了炊具本体的受热面积,保证炊具均匀充分受热。
15、据本发明的另一个方面,提供一种制造所述可电磁感应加热炊具的方法,其包括如下步骤:
16、对所述本体外表面进行清洁处理,对所述本体外表面待包覆的部分进行粗糙化处理;
17、采用热喷涂工艺在所述本体粗糙化的外表面部分涂覆聚磁功能层。
18、通过清洁处理和粗糙化处理,保证炊具本体待处理表面清洁无污染并形成粗糙表面,以利于功能涂层的涂覆,提高功能涂层与炊具本体的结合强度。采用热喷涂工艺能够保证聚磁功能层牢固附着在炊具本体表面,工艺简单,且该工艺对炊具本体表面平整度要求不高,针对具有凹凸结构的本体,同样能够保证功能涂层与炊具本体均匀牢固贴合。
19、作为优选,所述方法还包括如下步骤:
20、在聚磁功能层外侧采用热喷涂工艺涂覆金属导磁层,所述金属导磁层由高导磁金属组成。
21、采用热喷涂工艺进一步在聚磁功能层外侧涂覆金属导磁层,能够保证金属导磁层与聚磁功能层紧密、牢固贴合,层间空隙少,工艺简单,且该工艺对炊具本体表面平整度要求不高,针对具有凹凸结构的本体,同样能够制备所述功能涂层。
22、作为优选,采用电弧喷涂工艺制备所述聚磁功能层和/或所述金属导磁层,其中电弧喷涂工作电压为20-50v,工作电流为100-300a,喷距为120-250mm,空气压力为0.5-0.8mpa。采用上述热喷涂工艺及所述工艺参数,能兼顾涂层质量与生产效率,保证制备的聚磁功能层和金属导磁层性能稳定,紧密贴合。
23、作为优选,所述方法还包括如下步骤:
24、采用喷涂或刷涂工艺在聚磁功能层或金属导磁层外涂覆抗氧化耐高温保护层,所述抗氧化耐高温保护层为溶胶保护涂层或树脂保护涂层,所述抗氧化耐高温保护层的厚度为0.03-1.5mm。
25、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种可电磁感应加热炊具,包括炊具本体和设置在所述本体外表面的功能涂层,所述本体材质为非导磁材料,其特在于,所述功能涂层包括聚磁功能层,所述聚磁功能层包括磁力聚集颗粒和导电金属粘结基材,所述聚磁颗粒分布在所述导电金属粘结基材中,所述磁力聚集颗粒为高导磁颗粒材料,所述导电金属粘结基材为非导磁金属材料或低导磁金属材料。
2.根据权利要求1所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述聚磁功能层中,以质量百分比计,所述导电金属粘结基材的含量为40-60%,所述磁力聚集颗粒的含量为40-60%。
3.根据权利要求1所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述磁力聚集颗粒为钐铁氮颗粒、硅钢颗粒和铁氧体颗粒中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述导电金属粘结基材的主要成分为铝和镁。
5.根据权利要求4所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述聚磁功能层中,以聚磁功能层总量质量百分比计,所述导电金属粘结基材中的铝的含量为30-50%,所述导电金属粘结基材中的镁的含量为2-10%。
6.根据权利要求1所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述聚磁功能层的厚度为0.03-1.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述功能涂层还包括设置在聚磁功能层外的金属导磁层,所述金属导磁层由高导磁金属组成。
8.根据权利要求7所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述金属导磁层含有铁,且含有钼、镍和钛中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述金属导磁层的厚度为0.03-1.5mm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述功能涂层还包括抗氧化耐高温保护层,其设于所述聚磁功能层或所述金属导磁层之外,所述抗氧化耐高温保护层为溶胶保护涂层或树脂保护涂层,所述抗氧化耐高温保护层的厚度为0.03-1.5mm。
11.根据权利要求10所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述炊具本体材质为陶瓷、玻璃或石材。
12.根据权利要求10述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述功能涂层设置在所述本体的底面和/或侧面。
13.根据权利要求10所述的一种可电磁感应加热炊具,其特征在于,所述本体被所述功能涂层包覆的部分设有凹凸结构。
14.一种制造如权利要求1所述的可电磁感应加热炊具的方法,其特征在于,包括如下步骤:
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,还包括如下步骤:
16.根据权利要求14-15任一项所述的方法,其特征在于,采用电弧喷涂工艺制备所述聚磁功能层和/或所述金属导磁层,电弧喷涂工作电压为20-50v,工作电流为100-300a,喷距为120-250mm,空气压力为0.5-0.8mpa。
17.根据权利要求14-15任一项所述的方法,其特征在于,还包括如下步骤:
