一种复合片材、内胆及烹饪器具的制作方法

本技术涉及复合材料的，具体而言涉及一种复合片材、内胆及烹饪器具。

背景技术：

1、为了使复合片材方便清洁和延长使用寿命，通常采用附着涂层的方式，常见的涂层材料包括氟树脂不粘涂层和陶瓷涂层等，其中不粘涂层具有优异的不粘性和耐腐蚀性，但硬度低、与基材的结合力差、容易脱落，并且在高温下还可能释放出有害的pfoa(全氟辛酸，perfluorooctanoicacid)等物质，而陶瓷不粘涂层耐水性差，长期使用不粘性变差。所以目前采用硬质pvd(物理气相沉积)镀膜来代替传统的内胆涂层，通常是在附着pvd镀膜后的表面使用传统移印的方式将标识固化在镀膜表面，移印后需要通过加热烘干等形式进行固化，工艺复杂、成本高、效率低，且移印的标识由于没有涂层保护，其附着力差，在使用过程中容易磨损脱落。

2、因此，需要一种复合片材、内胆及烹饪器具，以至少部分地解决以上问题。

技术实现思路

1、在本实用新型的内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为至少部分地解决上述问题，本实用新型第一方面提供了一种复合片材，包括：

3、基体，所述基体的表面具有多个沿第一方向延伸的凹槽，多个所述凹槽沿第二方向周期性排布形成凹凸标识区域，所述第二方向相异于所述第一方向，所述凹槽通过激光加工形成凹凸标识区域；

4、镀膜，所述镀膜通过物理气相沉积附着于所述基体的表面并覆盖所述凹凸标识区域，其中所述镀膜包括表层，所述表层构造为通过物理气相沉积生长成的柱状纳米晶体结构层。

5、根据本实用新型，在基体表面附着通过物理气相沉积形成的镀膜，不会改变凹槽的结构，依然可以维持凹凸标识区域的形状，并且镀膜还可以对凹凸标识区域起到保护作用，提高其耐磨性和耐腐蚀性，增加使用寿命。

6、优选地，所述凹槽附着所述镀膜前的深度大于附着所述镀膜后的深度；并且/或者

7、所述凹槽附着所述镀膜前的深度为5-20μm，所述凹槽附着所述镀膜后的深度为4-19μm。

8、根据本实用新型，特定尺寸的凹槽可以形成光阱效应，直接反射并散射了光，从而使凹凸标识区域呈现哑光黑色，且凹槽附着镀膜后深度变小，使得光阱效应更加明显。

9、优选地，所述凹凸标识区域的截面的形状构造为齿状，相邻的两个所述凹槽之间形成间隔部。

10、根据本实用新型，特定形状的凹凸标识区域使其加工工艺简单，效率高，并且提高美观程度。

11、优选地，所述凹槽附着所述镀膜前的宽度大于附着所述镀膜后的宽度，并且所述间隔部附着所述镀膜前的宽度小于附着所述镀膜后的宽度。

12、根据本实用新型，凹槽附着镀膜后宽度变小，间隔部附着镀膜后宽度变大，使得光阱效应更加明显。

13、优选地，所述凹槽附着所述镀膜前的宽度为5-30μm，所述凹槽附着所述镀膜后的宽度为4-28μm；

14、所述间隔部附着所述镀膜前的宽度为5-30μm，所述间隔部附着所述镀膜后的宽度为7-32μm。

15、根据本实用新型，特定尺寸的凹槽可以形成光阱效应，直接反射并散射了光，从而使凹凸标识区域呈现哑光黑色，且凹槽附着镀膜后宽度变小，间隔部附着镀膜后宽度变大，使得光阱效应更加明显。

16、优选地，所述凹凸标识区域的截面的形状构造为波状，相邻的波峰之间的距离在附着所述镀膜前后相等。

17、根据本实用新型，特定形状的凹凸标识区域使其加工工艺简单，效率高，并且提高美观程度。

18、优选地，相邻的所述波峰之间的距离为5-30μm。

19、根据本实用新型，特定尺寸的凹槽可以形成光阱效应，直接反射并散射了光，从而使凹凸标识区域呈现哑光黑色。

20、优选地，所述基体的表面粗糙度为0.1-0.8μm。

21、根据本实用新型，具有光滑属性的基体表面与镀膜的结合力较强，使镀膜不易从基体表面脱落，产生持续的保护作用，且越光滑越容易清洁。

22、优选地，所述表层中的所述柱状纳米晶体结构具有呈柱状生长的多个晶粒，多个所述晶粒的侧表面彼此贴合，当所述表层处于预定厚度时，所述晶粒的顶端生长形成凸出部，以使得所述表层的表面构造为纳米级的凹凸结构。

23、根据本实用新型，镀膜表面形成的纳米级的凹凸结构与基体表面的凹凸标识区域配合形成双重凹凸结构，进一步提高复合片材的耐磨性和不粘性。

24、优选地，所述晶粒的径向尺寸为20-80nm；并且/或者

25、所述表层的所述预定厚度为100-600nm。

26、根据本实用新型，能够为镀膜的表面提供纳米级尺度，形成特殊的柱状纳米晶体结构。

27、优选地，所述镀膜还包括过渡层，所述表层附着于所述过渡层，所述过渡层包括第一过渡层和第二过渡层，且所述第一过渡层和所述第二过渡层交替层叠设置。

28、根据本实用新型，表层在过渡层上生长能够提高表层的致密性，从而提高硬度和耐腐蚀性能。

29、优选地，所述镀膜还包括底层，所述底层附着于所述基体的表面，所述过渡层附着于所述底层，且所述底层是金属层。

30、根据本实用新型，金属底层可以增加镀膜和基体的结合力，使得镀膜不易从基体上脱落，增加使用寿命。

31、优选地，所述第一过渡层的厚度为10-50nm，所述第二过渡层的厚度为10-50nm，且所述过渡层的总厚度为300-1000nm；并且/或者

32、所述底层的厚度为100-500nm；并且/或者

33、所述镀膜的总厚度为700-2000nm。

34、根据本实用新型，各层厚度设置合理，进一步提高镀膜的耐磨性和耐腐蚀性。

35、优选地，所述表层是碳氮化钛层、碳氮化铬层或碳氮化锆层。

36、根据本实用新型，特定的表层材料能够使得表层能生长成柱状纳米晶体，进一步提高复合片材的耐磨性和耐腐蚀性。

37、优选地，所述表层是碳氮化钛-铜复合层、碳氮化铬-铜复合层或碳氮化锆-铜复合层。

38、根据本实用新型，由于铜与碳、氮元素不发生反应，也不能与碳氮化物形成固溶体，而是以非晶态的形式存在，所以在表层中加入铜元素可以有效降低表面能，进一步提高复合片材的耐磨性和耐腐蚀性。

39、优选地，非晶态的铜包覆在柱状纳米晶体结构的晶粒之外。

40、根据本实用新型，铜可以抑制晶粒的生长，因此晶粒会更加小，有效降低表面能，进一步提高复合片材的耐磨性和耐腐蚀性。

41、优选地，所述第一过渡层是碳氮化钛层、碳氮化铬层和碳氮化锆层中的一种；

42、所述第二过渡层是碳氮化钛层、碳氮化铬层和碳氮化锆层中的一种；

43、所述第二过渡层不同于所述第一过渡层。

44、根据本实用新型，通过钛、铬和锆基及其化合物形成的两种材料层交替布置的过渡层可以对柱状纳米晶体结构的生长产生模板效应，使其发生晶格畸变，抑制表层粗大柱状纳米晶体的生长，会使得柱状晶粒更趋向于垂直该晶面生长，从而降低表层的表面能，形成细小且致密的柱状纳米晶体结构，使复合片材具有良好的不粘性和易洁性，并且随着表层致密的提升，其硬度和耐腐蚀性能也提升。

45、优选地，所述底层是钛金属层、铬金属层、锆金属层、铬钛复合金属层、铬锆复合金属层或锆钛复合金属层。

46、根据本实用新型，金属底层与过渡层包含相同的金属元素可以增加底层和过渡层的结合力，进一步增加使用寿命。

47、本实用新型第二方面提供了一种内胆，所述内胆包括根据上述技术方案中任意一项所述的复合片材。

48、根据本实用新型，由上述第一方面所述的复合片材制成，因此具有与上述第一方面的复合片材相类似的技术效果。

49、本实用新型第三方面提供了一种烹饪器具，包括：

50、煲体，所述煲体中设置有根据上述技术方案所述的内胆；

51、盖体，所述盖体可开合地设置于所述煲体，当所述盖体盖合所述煲体时，所述盖体和所述内胆之间形成烹饪空间。

52、根据本实用新型，具有上述第二方面的内胆，因此具有与上述第二方面的内胆相类似的技术效果。

53、本实用新型第四方面提供了一种复合片材的制造方法，所述复合片材的制造方法包括：

54、准备基体步骤，所述准备基体步骤包括：

55、形成凹凸标识区域步骤：在基体的表面设置多个沿第一方向延伸的凹槽，多个凹槽沿第二方向周期性排布形成凹凸标识区域，所述第二方向相异于所述第一方向，所述凹槽通过激光加工形成凹凸标识区域，

56、将所述基体置于物理气相沉积设备中；

57、物理气相沉积步骤，至少在所述基体的所述凹凸标识区域处沉积镀膜，所述物理气相沉积步骤包括沉积表层步骤：通过物理气相沉积使所述镀膜的表层生长成柱状纳米晶体结构。

58、根据本实用新型，使用此制造方法制备的复合片材的凹凸标识区域和柱状纳米晶体pvd镀膜的配合，能够在不设置专门的不粘涂层的基础上使得复合片材具有良好的不粘性、疏水性能和易清洁的特性，并且还具有高硬度和耐刮擦的效果；通过物理气相沉积可以直接在基体表面形成柱状纳米晶体结构，无需额外步骤。

59、优选地，所述激光加工采用皮秒激光脉冲或纳秒激光脉冲。

60、根据本实用新型，采用更合理的工艺可以使激光加工效率更高。

61、优选地，设置激光功率为10-100w，扫描速度为100-3000mm/s，并且/或者

62、所述激光加工采用弓形填充方式。

63、根据本实用新型，采用更合理的工艺可以使激光加工效率更高。

64、优选地，所述准备基体步骤还包括位于所述形成凹凸标识区域步骤之前的抛光步骤和清洗步骤，对所述基体进行抛光和清洗，以使得所述基体的表面粗糙度为0.1-0.8μm。

65、根据本实用新型，通过抛光可以降低基体的表面粗糙度，具有光滑属性的基体表面与镀膜的结合力较强，使镀膜不易从基体表面脱落，产生持续的保护作用，且越光滑越容易清洁。

66、优选地，采用机械抛光工艺、电化学抛光工艺、等离子抛光工艺对所述基体进行抛光，然后在抛光表面进行拉丝处理，之后再依次经过超声波清洗、纯水清洗和烘干处理。

67、根据本实用新型，能够获得预想中的粗糙度。

68、优选地，所述物理气相沉积设备的沉积炉中设置有旋转架、第一金属靶和不同于所述第一金属靶的第二金属靶，其中所述第一金属靶和所述第二金属靶围绕所述旋转架的旋转轴线间隔布置，所述第一金属靶和所述第二金属靶所具有的金属元素选自钛、铬或锆，所述物理气相沉积设备还具有碳源和氮源；

69、所述准备基体步骤包括：将所述基体置于所述旋转架并使得所述基体的待沉积面背向所述旋转轴线；

70、所述沉积表层步骤还包括：打开所述第一金属靶和所述第二金属靶中的一种，打开碳源和氮源，在所述基体的待沉积面沉积所述表层，其中所述第一金属靶或所述第二金属靶的金属元素与碳源和氮源反应形成所述表层。

71、根据本实用新型，通过pvd工艺可以在基体表面生长出碳氮化物的柱状纳米晶体表层。

72、优选地，所述物理气相沉积步骤还包括沉积过渡层步骤，所述沉积过渡层步骤位于所述沉积表层步骤之前，所述沉积过渡层步骤包括：打开所述第一金属靶和所述第二金属靶，利用旋转在所述基体的待沉积面交替沉积第一过渡层和第二过渡层，其中所述第一金属靶的金属元素与碳源和氮源反应形成第一过渡层，所述第二金属靶的金属元素与碳源和氮源反应形成第二过渡层。

73、根据本实用新型，通过钛、铬和锆基及其化合物形成的两种材料层交替布置的过渡层可以对柱状纳米晶体结构的生长产生模板效应，使其发生晶格畸变，抑制表层粗大柱状纳米晶体的生长，会使得柱状晶粒更趋向于垂直该晶面生长，从而降低表层的表面能，形成细小且致密的柱状纳米晶体结构，使复合片材具有良好的不粘性和易洁性，并且随着表层致密的提升，其硬度和耐腐蚀性能也提升；利用旋转使得基体交替被第一金属靶和第二金属靶所产生的镀层材料覆盖，能够高效地形成交替层叠的第一过渡层和第二过渡层。

74、优选地，所述物理气相沉积步骤还包括沉积底层步骤，所述沉积底层步骤位于所述沉积过渡层步骤之前，所述沉积底层步骤包括：打开所述第一金属靶和/或所述第二金属靶，关闭氮源和碳源，向所述沉积炉内持续通入氩气，在所述基体的待沉积面沉积金属底层。

75、根据本实用新型，能够利用同一台pvd设备沉积得到金属底层，该金属底层可以增加镀膜和基体的结合力，使得镀膜不易从基体上脱落，增加使用寿命。

76、优选地，所述碳源选用乙炔气体，所述氮源选用氮气；

77、所述沉积表层步骤还包括：将氮气和乙炔气体的体积比为1:1.8～1:2.2，设置所述沉积炉的温度为280-300℃，沉积时向所述基体施加140-160v的偏压，沉积10-30min以控制所述表层的厚度为100-600nm。

78、根据本实用新型，工艺参数设置更合理能够获得具有特定厚度的表层，进一步提高镀膜的硬度、结合力和耐腐蚀性。

79、优选地，所述碳源选用乙炔气体，所述氮源选用氮气；

80、所述沉积过渡层步骤还包括：设置所述沉积炉的温度为240-260℃，将氮气和乙炔气体的体积比为1:1.8～1:2.2，沉积时向所述基体施加140-160v的偏压，沉积20-60min以控制所述过渡层的厚度为300-1000nm。

81、根据本实用新型，工艺参数设置更合理，进一步提高镀膜的硬度、结合力和耐腐蚀性。

82、优选地，所述沉积底层还包括：设置所述沉积炉的温度为200-450℃，在沉积之前对金属基材辉光清洗3-7min，沉积时向所述基体施加50-250v的偏压，沉积5-15min以控制所述底层的厚度为100-500nm。

83、根据本实用新型，工艺参数设置更合理，进一步提高镀膜的硬度、结合力和耐腐蚀性。