[實用新型]碳/碳復合材料與金屬材料復合炊具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320514473.4
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN203619302U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 廖寄喬;李軍;邰衛(wèi)平;王躍軍;龔玉良;譚周建;李丙菊;劉學文
• 申請（專利權）人: 湖南金博復合材料科技有限公司
• 主分類號: A47J27/00
• 分類號: A47J27/00;A47J36/04
• 代理公司: 益陽市銀城專利事務所 43107
• 代理人: 舒斌

技術領域

本實用新型涉及一種加熱用炊具，具體地說是一種碳/碳復合材料與金屬材料復合炊具。

背景技術

電磁爐是現代廚房革命的產物，它無需明火或傳導式加熱而讓熱直接在鍋底產生，因此熱效率得到了極大的提高。是一種高效節(jié)能廚具，完全區(qū)別于傳統(tǒng)所有的有火或無火傳導加熱。由于電磁爐是由鍋底直接感應磁場產生渦流來產生熱量的，因此傳統(tǒng)的電磁爐用炊具均用鑄鐵或者不銹鋼制造，由于鐵的密度較高（約為7.81g/cm³），且保溫性能差，鐵質炊具較重，也不利于食物長時間保溫。

碳/碳復合材料具有低密度、高強度、高比模量、高導熱性、低膨脹系數，以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)點，是最有發(fā)展前途的高溫材料之一。同時，碳/碳復合材料也能通過電磁感應加熱，且熱效率很高，在各種工業(yè)用感應加熱爐中常被用作發(fā)熱體。

文獻1：專利號為201020528356.X，申請日為2010.09.14，發(fā)明名稱為一種電熱炊具用內鍋的專利公開了一種由碳/碳復合材料制備的內鍋，具有良好的導熱、保溫和力學性能，而且降低了內鍋的重量，使用壽命長。

?但是，由于碳/碳復合材料不能直接與食物接觸，應用時，需要在其表面制備涂層，目前的技術處理也較為困難，且碳/碳復合材料成本也很高。因此，人們需要制備碳/碳復合材料與金屬材料的復合炊具。

然而，碳/碳復合材料與金屬在晶體結構、物理化學特性等方面有較大差異，碳/碳復合材料與大多數金屬的潤濕角大于90°，無法直接連接。這就需要在碳/碳復合材料與金屬兩材料間添加第三種材料，制備連接層，從而實現碳/碳復合材料與金屬的連接。

文獻2：“Cu-Cr合金熔覆表面改性碳/碳復合材料，礦冶工程，2007(06)：P58～P60”，采用Cu-Cr二元合金為原料，在真空加熱裝置中，溫度為1200～1600℃，真空度小于10?Pa條件下，對碳/碳復合材料實施表面熔覆處理。結果表明，熔覆促使合金中的Cr元素富集于碳/碳復合材料表面，并與C元素原位反應生成Cr₃C₂；該反應物呈層狀連續(xù)分布于碳/碳復合材料表面，在碳/碳復合材料與金屬之間起界面過渡作用，有助于改進兩者間的連接性。

文獻3：“Direct?joining?of?CFC?to?copper.?Journal?of?Nuclear?Materials，2004.?329-333，Part?B(0):P1563～P1566”中提到通過在碳/碳復合材料表面涂刷一層Mo-Cr合金粉末料漿，在1000℃以上的真空爐中制得了厚度為5～10μm的合金涂層，進而可以將碳/碳復合材料直接與Cu進行連接。

文獻2、文獻3公開的兩種方法通過高溫、低壓形成的金屬連接層，都存在金屬層厚度難以控制以及不均勻的問題，同時金屬在凝固過程中分布不均勻，會生成許多枝晶、孿晶和其它的晶體缺陷，導致連接件的力學性能不高。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是提供一種碳/碳復合材料與金屬材料復合炊具。

本實用新型是采用如下技術方案實現其發(fā)明目的的，一種碳/碳復合材料與金屬材料復合炊具，它包括碳/碳復合材料外層坯體、金屬材料內層坯體及連接碳/碳復合材料外層坯體與金屬材料內層坯體的連接層，所述的連接層為制備在碳/碳復合材料外層坯體表面的金屬粒子層，所述的金屬粒子層為碳/碳復合材料外層坯體經液相浸漬、煅燒還原步驟制備。

本實用新型所述金屬粒子層的厚度為0.01μm～100μm。

本實用新型所述的金屬材料內層坯體由合金或銅或鋁或鐵中的一種材料制備。

本實用新型所述復合炊具的碳/碳復合材料外層坯體、金屬材料內層坯體界面的剪切強度為10MPa～50MPa。

由于采用上述技術方案，本實用新型較好的實現了發(fā)明目的，通過在碳/碳復合材料表面制備金屬連接層，改變了碳/碳復合材料表面的化學組成和微觀幾何結構，且附著的金屬連接層與金屬材料有較好的潤濕性，提高了碳/碳復合材料與金屬材料連接的強度；生產的碳/碳復合材料與金屬材料復合炊具與現有的單一鐵質或者其它多金屬復合電磁加熱炊具相比，具有加熱快、熱效率高、輕便、耐腐蝕、強度高等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖；

圖2是圖1的A處放大示意圖；

圖3是本實用新型實施例2的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

實施例1：