專利名稱：用于形成氮化鈦鍍膜以及制造鍍有該鍍膜容器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在基底的整個(gè)表面上形成一層氮化鈦(TiN)鍍膜的方法，并涉及一種由上述方法制造的具有氮化鈦(TiN)鍍膜的烹飪?nèi)萜鳌?br> 傳統(tǒng)上，諸如煎鍋或淺底鍋(在此都稱之為鍋)之類的烹飪都是簡(jiǎn)單地用一塊金屬材料如鋼等成形，并在鍋的內(nèi)表面鍍一層諸如聚四氟乙烯之類的氟樹脂。
由于鍍有氟樹脂的烹調(diào)鍋(如煎鍋等)具有良好的防止在烹炒時(shí)使食物燒焦粘鍋和防止生銹的特性，因此這種鍋得到了廣泛的應(yīng)用。
然而，鍍有氟樹脂的鍋并不具有很大的吸引力，因?yàn)榉鷺渲瑹o色，并且由于氟樹脂較軟，因此使鍋缺乏足夠的耐久性。上述這些氟樹脂的特性導(dǎo)致當(dāng)鍋經(jīng)過多次使用之后其鍍層磨損或剝落，因此導(dǎo)致防止食物燒焦粘鍋的效果降低。
本發(fā)明是考慮了上述因素而設(shè)計(jì)的，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法，用于形成一層TiN鍍膜，和提供由上述方法制得的具有所述鍍膜的鍋。
在本發(fā)明的形成TiN鍍膜方法的第一種方式中，通過用物理蒸發(fā)沉積方法在基底整個(gè)表面上形成一層TiN鍍膜，借此在基底整個(gè)表面上形成的TiN鍍膜具有金黃色、高硬度和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。
根據(jù)上述方法和方式所制成的在其基底整個(gè)表面形成一層TiN鍍膜的鍋具有下列效果
(1)因?yàn)門iN鍍膜具有金黃色色彩，所以鍋的裝飾性得到改進(jìn)。
(2)因?yàn)門iN鍍膜具有高硬度，所以鍋表面的抗磨損性和抗劃傷性得到改進(jìn)。
(3)因?yàn)門iN的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而不會(huì)與燒煎的食物進(jìn)行反應(yīng)，所以鍋中的食物將不會(huì)被燒焦并粘在鍋的表面上。
在本發(fā)明的形成TiN鍍膜方法的第二種方式中，TiN鍍膜首先在基底上形成，并把基底放在氧氣和氮?dú)鈿夥葜屑訜?，這樣可在TiN鍍膜上形成一層非常薄的大約100埃(
)厚的氧化鈦(TiO2)薄膜。以這種方式在TiN鍍膜上形成的TiO2薄膜是透明的并且不改變TiN鍍膜金黃色顏色。此外，由于TiO2薄膜限制外界的氧滲入鍍膜之內(nèi)，因此而保證了TiN鍍膜的顏色穩(wěn)定性，使得既使在很高溫度下TiN鍍膜的顏色也不會(huì)改變。
根據(jù)上述方法在鍋表面上所形成的TiN鍍膜，可以保持鍋基底表面上TiN鍍膜的美麗金黃色，同時(shí)也可達(dá)到通過上述方法所獲得的那些效果。
在本發(fā)明的形成TiN鍍膜方法的第三種方式中，TiN鍍膜首先在基底整個(gè)表面上形成，再把基底放在氮?dú)鈿夥葜屑訜嵋允沟騎iN鍍膜中擴(kuò)散，這樣可把殘余的Ti以TiN的形式固定下來。通過這種方法可以獲得一種既使在較高溫度下也具有色彩穩(wěn)定的TiN鍍膜。
此外，本發(fā)明還提供一種由上述方法制成的在其表面形成一層顏色不變的TiN鍍膜的鍋。


圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例的煎鍋的透視圖;
圖2是圖1所示煎鍋主要部分的剖視圖;
圖3是顯示了離子盤裝置的示意圖;
圖4至圖7的曲線圖分別說明相應(yīng)于本發(fā)明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)實(shí)例;
圖8是一個(gè)示意圖，表示一個(gè)實(shí)施本發(fā)明形成TiN鍍膜方法的裝置的例子;
圖9是圖8所示裝置中使用的離子盤的示意圖;
圖10是圖8所示裝置中使用的熱處理設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的示意圖;
圖11是圖8所示裝置中使用的熱處理設(shè)備的另一個(gè)實(shí)例的示意圖;
圖12是一曲線圖，表示了用于解釋本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的X-射線衍射結(jié)果。
下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
第一實(shí)施例圖3表示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例方法用于生產(chǎn)煎鍋1的離子盤裝置5的一個(gè)實(shí)例。在該離子盤裝置5內(nèi)由真空泵6保持大約10-5至10-7乇。把幾百伏特的電壓加到排列在離子盤裝置5內(nèi)的煎鍋鍋體2上。鈦7(鍍膜材料)置于相對(duì)煎鍋鍋體2的那一側(cè)。靠近所述鈦7有一個(gè)離子電極用氬氣在鍍膜形成于鍋體2上之前進(jìn)行表面氬清洗，在隨后通過離子化形成鍍膜時(shí)加入氮?dú)鈿夥萦糜诩訜岷驼舭l(fā)。為了通過離子盤裝置5在鍋體2上形成一層TiN鍍膜4，鍋體2的內(nèi)表面(被鍍膜面)首先被鏡面拋光并去除表面上的任何不平整，如機(jī)加工的切痕和油污等。殘?jiān)蛴涂赏ㄟ^對(duì)拋光面清洗和去油而被去除。當(dāng)這些預(yù)處理工作完畢之后，把鍋體2置于離子盤裝置5之內(nèi)。
隨后，使鈦7在氬氣氣份中受離子轟擊并由從離子電極8發(fā)出的電子束加熱。這樣，鈦被蒸發(fā)，其蒸發(fā)的粒子被離子化。該離子化粒子具有很高的動(dòng)能，以很強(qiáng)的沖擊力撞擊鍋體2而附著于其上，以此在鍋體2的整個(gè)表面上形成鈦層3。
當(dāng)鈦層3達(dá)到幾百埃(
)厚時(shí)，施加于鍋體2上的電壓降低，通過氮?dú)廨斎牍?向離子盤裝置5中輸入氮?dú)?，以便在裝置5內(nèi)部保持大約10-5乇的壓力。上述離子化鈦粒子和氮?dú)庥捎谏鲜霾僮鞫a(chǎn)生相互作用而形成TiN附著于鍋體2的表面鈦層3上，在其上所形成的均勻TiN層4有2至3微米厚。這樣就由上述操作制造出了一個(gè)煎鍋1。
圖1表示應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方法生產(chǎn)的煎鍋，其中標(biāo)號(hào)1代表煎鍋。如圖2所示，這個(gè)煎鍋包括在其鍋體2內(nèi)側(cè)形成的2至3微米厚的TiN鍍膜4，該煎鍋是用諸如鋼等金屬材料以在其上形成一幾百埃(
)厚的Ti層3而制成的。
上述Ti層3直接在煎鍋體2的整個(gè)表面上形成并且牢固地附著在該表面上。TiN鍍膜4形成在Ti層3之上與其緊緊接觸，因此確保TiN鍍膜牢固地與煎鍋體2結(jié)合。
用該方法生產(chǎn)的煎鍋1是在其鍋體2的表面上形成能產(chǎn)生美麗的金黃色的TiN鍍膜4，以此改善鍋的裝飾性，給人以高質(zhì)量的感覺。
還有因?yàn)門iN鍍膜具有很高硬度(大約為維氏硬度HV2000)，因此可以增加鍋表面的壽命。此外，因?yàn)門iN鍍膜4化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，TiN鍍膜4不會(huì)發(fā)生反應(yīng)而燒焦食物，因而具有優(yōu)良的防止食物燒焦的特性，這樣，當(dāng)用帶有TiN鍍膜4的煎鍋1進(jìn)行烹飪時(shí)就不會(huì)使食物燒焦，假如食物被燒焦了，這些燒焦的污物也能很容易地被從鍋上去除。
在上述的方法中，所述的煎鍋只是給出的一個(gè)例子，而相應(yīng)的淺底鍋也可代替煎鍋而被生產(chǎn)出來。
在上述方法中，TiN鍍膜只形成在煎鍋的內(nèi)表面上，然而TiN鍍膜也可以形成在整個(gè)煎鍋的表面上，包括手把，或者TiN鍍膜只形成在煎鍋內(nèi)表面的一部分上。
實(shí)驗(yàn)1圖3所示的設(shè)備是用于在具有大約200埃(
)厚的Ti層的煎鍋整個(gè)表面上形成2至3微米厚的TiN鍍膜，由此生產(chǎn)一種具有與圖1所示煎鍋(以下稱之為TiN鍍膜煎鍋)相同成份的煎鍋。三種煎鍋，即TiN鍍膜煎鍋、傳統(tǒng)的鋼質(zhì)煎鍋(未涂鍍鍍膜)和聚四氟乙烯涂層煎鍋的實(shí)驗(yàn)如下取相同大小的魚(各一條)，把每條魚分別放在每個(gè)煎鍋(以前從未使用過的新鍋)的中心烹飪平面上。把上述的三個(gè)分別放有一條魚的煎鍋同時(shí)用相同強(qiáng)度的猛火加熱五分鐘，把魚分別取出，并測(cè)量殘留在煎鍋烹飪平面上的被燒焦魚的重量。
隨后，把另外三個(gè)相應(yīng)的煎鍋按上述方式分別各放上一條魚進(jìn)行重復(fù)加熱和烹飪一百次，再次測(cè)量殘留在煎鍋烹飪平面上的被燒焦魚的重量。
該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示在圖4和圖5上。顯示在這些曲線上的燒焦程度以被燒焦魚的那部分的重量絕對(duì)值表示，這里顯示出未涂鍍鍍膜的煎鍋烹飪的魚的燒焦量達(dá)到100。
如圖4和圖5所示，當(dāng)用傳統(tǒng)的無鍍膜鋼質(zhì)煎鍋烹飪時(shí)，在分別進(jìn)行了一次和一百次烹飪之后，其兩者的燒焦量同樣是相當(dāng)大的。
當(dāng)用鍍有聚四氟乙烯涂層煎鍋烹飪時(shí)，在經(jīng)過了一次烹飪之后，其燒焦量很少(燒焦程度是3)。然而，在經(jīng)過了一百次烹飪之后，其燒焦程度將達(dá)到40，這表明經(jīng)過重復(fù)使用后，煎鍋的聚四氟乙烯涂層的防燒焦能力被降低了。
當(dāng)用鍍有TiN鍍膜的煎鍋烹飪時(shí)，在經(jīng)過了一次烹飪之后，其燒焦量很少，(燒焦程度是3)，這與鍍有聚四氟乙烯涂層的煎鍋的情況相同。在經(jīng)過了一百次烹飪之后，其燒焦程度是20，這只相當(dāng)于同等情況下鍍有聚四氟乙烯涂層的煎鍋的燒焦程度的一半。因此可以確信，經(jīng)過重復(fù)使用后，鍍有TiN鍍膜的煎鍋仍具有有效的防止食物燒焦的能力。
實(shí)驗(yàn)2在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用由豬肉餡作原料的團(tuán)子“Kiao-tz”，因這是最易燒焦的食物，為每一個(gè)煎鍋中準(zhǔn)備五十個(gè)大小相同的團(tuán)子，準(zhǔn)備三個(gè)與第一個(gè)實(shí)驗(yàn)相同的煎鍋，這五十個(gè)團(tuán)子置于這些煎鍋的烹飪平面上。把這三個(gè)放有團(tuán)子的煎鍋置于煤氣灶上同時(shí)以相同強(qiáng)度的旺火加熱5分鐘。之后，數(shù)出燒焦的團(tuán)子數(shù)。
隨后，把這三種放有團(tuán)子的煎鍋按上述操作重復(fù)加熱100次，再次數(shù)出被燒焦的團(tuán)子數(shù)。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示在圖6和7中。從這些曲線中明顯地看出，當(dāng)使用傳統(tǒng)的、無鍍膜的鋼質(zhì)煎鍋進(jìn)行烹飪時(shí)，在分別進(jìn)行了一次和一百次烹飪之后，其兩者的燒焦團(tuán)子數(shù)同樣是相當(dāng)大的。
當(dāng)使用有聚四氟乙烯涂層的煎鍋進(jìn)行烹飪時(shí)，在經(jīng)過了一次烹飪之后無燒焦的團(tuán)子。然而，在經(jīng)過了一百次烹飪之后，有六個(gè)團(tuán)子被燒焦，這說明，經(jīng)過多次重復(fù)使用，有聚四氟乙烯涂層的煎鍋防食物燒焦能力降低了。
當(dāng)使用有TiN鍍膜的煎鍋進(jìn)行烹飪時(shí)，在經(jīng)過了一次烹飪后無燒焦的團(tuán)子出現(xiàn)。在經(jīng)過了一百次烹飪之后，也無燒焦的團(tuán)子出現(xiàn)，這說明鍍有TiN鍍膜的煎鍋在經(jīng)過了重復(fù)多次使用后仍具有良好的防食物燒焦能力。
實(shí)驗(yàn)3在第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中使用與第一次和第二次實(shí)驗(yàn)完全相同的三種煎鍋。用鋼絲刷以相同的力對(duì)每個(gè)煎鍋的烹飪面擦刷5分鐘。
其擦刷的結(jié)果，使無鍍膜的鋼質(zhì)煎鍋烹飪平面出現(xiàn)無數(shù)的劃痕。同樣，在有聚四氟乙烯涂層的煎鍋烹飪平面上也出現(xiàn)無數(shù)的白色劃痕，而且烹飪平面上某些部分的聚四氟乙烯涂層出現(xiàn)脫落。
而另一方面，鍍有TiN鍍膜的煎鍋上無劃痕出現(xiàn)，而是保持著光澤烹飪平面。
第二實(shí)施例圖8是說明本發(fā)明第二實(shí)施例的示意圖，其中標(biāo)號(hào)11表示煎鍋的基底，標(biāo)號(hào)12表示其上形成有TiN鍍膜的煎鍋，標(biāo)號(hào)13表示經(jīng)處理過以獲得色彩穩(wěn)定的煎鍋，標(biāo)號(hào)14表示拋光和清洗裝置，標(biāo)號(hào)15表示離子盤裝置，標(biāo)號(hào)16表示熱處理裝置，該裝置用于進(jìn)行提高色彩穩(wěn)定性工藝。
為了應(yīng)用這種裝置在煎鍋的基底11的整個(gè)表面上形成一層TiN鍍膜，首先要用拋光和清洗裝置14對(duì)煎鍋基底11的表面進(jìn)行拋光和清洗。
煎鍋基底11是由諸如鋼等金屬材料制成的。因?yàn)榧邋伝?1上將要鍍上鍍膜的表面有可能不平整或帶有污物、油脂等(這可能降低在基底上形成TiN鍍膜的附著力)，所以應(yīng)在拋光和清洗裝置中對(duì)鍍膜形成表面用脫質(zhì)水、酸、堿和類似的物質(zhì)進(jìn)行拋光、去油、清洗等作業(yè)。此后通過離子盤裝置15使TiN鍍膜形成在經(jīng)過上述預(yù)處理的煎鍋基底的表面上。如圖9所示，離子盤裝置15包括該裝置的本體15A;坩堝18，在所述坩堝18中放入鍍膜形成材料鈦17;整體電路電源19;氣體(Ar、N2)供給調(diào)節(jié)閥;離子電極21;電子束(發(fā)射)裝置22;真空設(shè)備23;加熱器24和氣體(Ar、N2)供給孔25。
由印刷電路板的整體電路電源向相對(duì)于裝有鈦17的坩堝而排列的煎鍋基底11施加幾百伏的電壓。離子盤裝置的本體15A內(nèi)部由真空裝置23保持10-5至10-7乇的真空。
在這種條件下，通過氣體調(diào)節(jié)閥20向裝置內(nèi)送入氬氣(Ar)，以便在氬氣氣份下完成對(duì)煎鍋基底11整個(gè)表面的離子轟擊。隨后，置于坩堝18中的鈦17由電子束裝置22加熱和蒸發(fā)以形成Ti粒子。被離子電極21離子化的Ti粒子沖擊煎鍋基底11的表面，由此形成鈦薄膜層。當(dāng)鈦薄膜層厚度達(dá)到幾百埃(
)厚時(shí)，降低施加于煎鍋基底11上的電壓，并通過氣體供給孔25向離子盤裝置本體15A中輸入氮?dú)釴2。通過氣體(Ar、N2)供給調(diào)節(jié)閥把離子盤裝置15內(nèi)部的壓力調(diào)整到大約10-5乇。以這種方式，上述離子化鈦粒子和也被離子化的氮(N2)由離子電極21產(chǎn)生相互作用而在煎鍋基底11的平面上已形成的Ti薄膜層上形成2至3微米厚的TiN鍍膜，由此而生產(chǎn)出煎鍋12。隨后，把煎鍋12置于熱處理裝置16中。如圖10所示，熱處理裝置16包括熱處理裝置的本體16A;一氮?dú)?N2)瓶26;一氧氣(O2)瓶27;過濾器28、29;加熱器30;擱板31和泵32。把鍍有TiN鍍膜的煎鍋12置于熱處理裝置本體16A的擱板31上加熱。在加熱的同時(shí)，把氮?dú)馄?6中的氮?dú)釴2和氧氣瓶27中的氧氣O2通過過濾器28、29輸入到熱處理裝置本體16A中，使得熱處理本體16A中保持的氣份的氮氧比例O2∶N2＝1∶20至1∶5。
在上述條件下，加熱器30把鍍有TiN鍍膜的煎鍋12加熱到350℃至500℃度，以便在TiN鍍膜整個(gè)表面上形成一層大約有幾百埃(
)厚的均勻TiO2薄膜層，以此確保煎鍋13的TiN鍍膜色調(diào)穩(wěn)定。
這里，用于上述作業(yè)的溫度條件水平已接近煎鍋使用的高溫上限，而此時(shí)TiN鍍膜的金黃色不會(huì)消失。
在形成TiN鍍膜的方法中，能夠通過在由離子盤方法形成TiN鍍膜的同時(shí)改變鈦與氮的含量比例Ti∶N來把改變熱處理TiN鍍膜的色調(diào)。例如，如果在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中離子盤裝置的條件置于Ti/N＝2.0，在TiN鍍膜形成過程中其色調(diào)是淡金色，經(jīng)熱處理后其色調(diào)變成金色。如果離子盤裝置的條件置于Ti/N＝1.0，在TiN鍍膜形成過程中其色調(diào)是金色，而經(jīng)熱處理之后其色調(diào)變成深金色。因此，這樣可以使煎鍋獲得一種穩(wěn)定的色調(diào)。
在以上所描述的方法中，還可以使煎鍋13的基底11表面上的TiN鍍膜在高溫烹飪過程中具有優(yōu)美的色調(diào)。
根據(jù)這種形成TiN鍍膜的方法，可以通過加熱在TiN表面上覆蓋形成一層非常薄的TiO2薄膜層而增加TiN鍍膜的色調(diào)穩(wěn)定性，TiO2薄膜層是通過在氮、氧混合氣份中加熱TiN鍍膜中的Ti而形成的。此外，在用于由離子盤裝置形成鍍膜的條件中，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)鈦、氮(Ti/N)比例，可以形成各種色調(diào)的TiN鍍膜。
用上述方法制成的煎鍋由于其TiN鍍膜具有美麗的金黃色，所以外觀得到了大大的改善，給人以一種高質(zhì)量的感受。因?yàn)門iN鍍膜色調(diào)穩(wěn)定，在烹飪過程中加熱，其色調(diào)不會(huì)變化，其美麗的金黃色可以保持很長(zhǎng)時(shí)間。
第三實(shí)施例現(xiàn)在說明本發(fā)明的形成TiN鍍膜方法的第三個(gè)實(shí)施例。
在這第三個(gè)實(shí)施例中，所用的裝置與上述實(shí)施例相似，所述的煎鍋12是由與上述工藝相似的工藝在煎鍋基底整個(gè)表面上形成一層TiN鍍膜而制成的。通過這種方法制成的煎鍋被放在如圖11所示的熱處理裝置中處理。
該熱處理裝置33包括熱處理裝置本體33A，氮?dú)?N2)氣瓶34，過濾器35，加熱器36、擱板37和泵38。
把煎鍋12放在擱板37上，使氮?dú)?N2)氣瓶34中的氮?dú)?N2)通過過濾器35進(jìn)入到熱處理裝置本體33A中。熱處理裝置本體33A的內(nèi)部保持氮?dú)?N2)氣份，其壓力是760至765乇。以這種方式，把煎鍋12在上述條件下通過加熱器36加熱到350℃至600℃度，把氮滲透到TiN鍍膜中，使得在形成TiN鍍膜過程中存在于該鍍膜中的大部分Ti變成TiN。存在于TiN鍍膜中的大部分Ti在上述溫度條件下與N2反應(yīng)能轉(zhuǎn)變成TiN，因此TiN鍍膜中無任何Ti被空氣氧化，TiN鍍膜的色調(diào)不會(huì)發(fā)生變化，甚至當(dāng)TiN鍍膜后來再被加熱到略低于上述(350℃至600℃)低的溫度時(shí)，TiN鍍膜的色調(diào)也不會(huì)發(fā)生變化。
用上述方法，可以通過在煎鍋基底11的表面上鍍上一層具有良好高溫色調(diào)穩(wěn)定性的美麗色調(diào)的TiN鍍膜而獲得一種色調(diào)穩(wěn)定的煎鍋。
用這種形成TiN鍍膜的方法，可以在單純的氮?dú)?N2)氣份中加熱TiN鍍膜中殘余的Ti而獲得TiN，以此使TiN鍍膜的色調(diào)穩(wěn)定。此外，因?yàn)門iN鍍膜中的大部分殘余的Ti在穩(wěn)定色調(diào)處理過程中都轉(zhuǎn)變成了TiN，因此，使TiN鍍膜具有美麗的色調(diào)，其色彩比進(jìn)行穩(wěn)定色調(diào)處理之前的TiN鍍膜的色彩更接近純金色。
在上述的每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，是由離子盤方法形成TiN鍍膜的，但其它形成TiN的方法，諸如噴鍍、金屬噴涂或化學(xué)蒸發(fā)沉積等方法也可用來形成TiN鍍膜。
在上述的每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，本發(fā)明的這種方法是在生產(chǎn)煎鍋時(shí)應(yīng)用的，但是本發(fā)明的這種方法也可用于各種非煎鍋的用于加熱的烹飪器皿，比如具有相對(duì)較淺底部的或平勺狀的鍋。
實(shí)驗(yàn)4圖8至11所示的是用于生產(chǎn)在其表面上鍍有一層色調(diào)穩(wěn)定的TiN鍍膜的煎鍋的裝置。
將煎鍋基底11置于拋光和清洗裝置14中，對(duì)其表面進(jìn)行拋光，并首先用水、隨后用脫質(zhì)水、酸等清洗，用錘擊，再用水清洗，最后用酒精清洗。
隨后，將該基底11放入離子盤裝置本體15A中，在離子盤裝置本體15A內(nèi)部由真空裝置23保持大約10-5至10-7的真空，并向放在里面的煎鍋基底11施加幾百伏的電壓。此后向裝置內(nèi)輸入氬(Ar)氣，在氬氣(Ar)氣份中對(duì)煎鍋基底11進(jìn)行離子轟擊，在煎鍋基底11的整個(gè)表面上形成一層200埃(
)厚的Ti層。
下一步把施加于煎鍋基底11上的電壓降低，并通過氣體供給調(diào)節(jié)器向離子盤裝置本體15A中輸入氮?dú)?N2)，使離子盤裝置本體15A內(nèi)部保持在大約10-5乇的壓力上，形成2至3微米厚的TiN鍍膜。
把由上述方法獲得的煎鍋12放在熱處理裝置本體16A內(nèi)的擱板上，分別通過過濾器28、29把氮?dú)鈿馄?6中的氮?dú)釴2和氧氣氣瓶27中的氧氣O2輸入熱處理裝置本體16A內(nèi)，使得熱處理裝置本體16A內(nèi)部以上述方式保持氧氮?dú)夥轂镺2∶N2＝1∶20至1∶5，在這種條件下用加熱器把煎鍋加熱到350℃度。其結(jié)果是可獲得帶有金黃色調(diào)TiN鍍膜表面的煎鍋(稱之為實(shí)施例A)。
相似地，把煎鍋12放在熱處理裝置33的擱板37上，通過N2過濾器35把氮?dú)鈿馄?4中的氮?dú)釴2輸入到熱處理裝置本體33A中。以上述方式把熱處理裝置本體33A內(nèi)部氮?dú)?N2)氣份保持在760至765乇的壓力水平，在這種條件下用加熱器36把煎鍋加熱到350℃度。其結(jié)果是可獲得帶有純金色調(diào)TiN鍍膜表面的煎鍋(稱之為實(shí)施例D)。
關(guān)于由上述作業(yè)而獲得的實(shí)施例A的煎鍋和實(shí)施例D的煎鍋，對(duì)其加熱后TiN鍍膜色調(diào)變化、防止食物燒焦的能力和抗磨損能力進(jìn)行了試驗(yàn)。
為試驗(yàn)由于加熱導(dǎo)致的變色，把一個(gè)實(shí)施例A的煎鍋和一個(gè)未經(jīng)色調(diào)穩(wěn)定處理的鍍有TiN鍍膜的煎鍋(稱為對(duì)比試樣)都加熱到300℃度。加熱后的結(jié)果是，實(shí)施例A的煎鍋無色調(diào)變化，而對(duì)比試樣煎鍋色調(diào)變得發(fā)黃略帶暗色。對(duì)每個(gè)加熱過的煎鍋進(jìn)行X-射線衍射試驗(yàn)，X-射線衍射試驗(yàn)，X-射線衍射試驗(yàn)的結(jié)果如圖12所示。
圖12中所示的符號(hào)“A”代表實(shí)施例A所提供的帶有TiN鍍膜并被加熱到300℃的煎鍋;符號(hào)“B”代表無鍍膜的并被加熱到300℃的對(duì)比試樣的煎鍋;符號(hào)“C”代表帶有TiN鍍膜的對(duì)比試樣的煎鍋。對(duì)實(shí)施例D的煎鍋也進(jìn)行300℃加熱試驗(yàn)，但無變色發(fā)生。
關(guān)于燒焦食物的問題，對(duì)實(shí)施例A和實(shí)施例D的煎鍋進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的魚和米糕的燒烤試驗(yàn)，但兩種煎鍋上都無燒焦的痕跡。
關(guān)于耐磨性，用鋼絲刷對(duì)實(shí)施例A和實(shí)施例D煎鍋的表面用力擦洗，但上述兩種煎鍋的表面上都沒有鍍膜的損壞和剝落。
如上述所描述的，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)TiN鍍膜及其鍋的方法具有下列操作(1)根據(jù)權(quán)利要求1所述形成TiN鍍膜的方法是通過使用物理的金屬噴涂法或化學(xué)的金屬噴涂法在基底整個(gè)表面上形成一層TiN鍍膜的方法。用這種方法獲得的鍋在其表面上具有誘人的金色TiN鍍膜，因此改善了鍋的裝飾特性，使人覺得鍋是高質(zhì)量的。此外，因?yàn)門iN鍍膜具有高硬度，這可以改善鍋表面的耐磨性。還有，因?yàn)門iN鍍膜化學(xué)穩(wěn)定性好，是不會(huì)與食物發(fā)生燒焦反應(yīng)，因此所述鍋具有良好的抗燒焦性，使得鍋在烹飪時(shí)不會(huì)使食物燒焦，即使食物被燒焦了，這被燒焦了的食物也很容易地清除。
(2)用根據(jù)權(quán)利要求2所述形成TiN鍍膜的方法，可以通過在氧氣和氮?dú)鈿夥葜屑訜岽嬖谟赥iN鍍膜中的Ti而形成穩(wěn)定透明的TiO2薄膜層，由此獲得色調(diào)穩(wěn)定的TiN鍍膜。通過這種方法獲得的鍋具有誘人的金黃色調(diào)的TiN鍍膜表面，由此改善了鍋的裝飾性外觀，產(chǎn)生高質(zhì)量觀感。因?yàn)殄伒幕妆砻嫔系腡iN鍍膜整個(gè)表面上形成有穩(wěn)定透明的TiO2薄膜層，所以鍋的美麗金黃色調(diào)可以保持很長(zhǎng)時(shí)間，而且在加熱過程中鍋的光澤也不會(huì)改變。
(3)在根據(jù)權(quán)利要求3所述形成TiN鍍膜的方法中，通過在單純的氮?dú)鈿夥葜屑訜岽嬖谟赥iN鍍膜中的Ti而使這些Ti轉(zhuǎn)變形成TiN，可以獲得具有穩(wěn)定色調(diào)的TiN鍍膜。通過這些方法制成的鍋其表面上具有美麗金黃色調(diào)的TiN鍍膜。其結(jié)果是，改善了鍋的裝飾特性，提供了高質(zhì)量的感受。因?yàn)闅埩粼诨妆砻嫔系腡iN鍍膜中的大部分Ti變成了TiN，鍋的美麗金黃色調(diào)能保持很長(zhǎng)時(shí)間，而且在加熱時(shí)鍋的光澤不會(huì)變化。
權(quán)利要求
1.一種形成氮化鈦鍍膜的方法，其特征是通過物理蒸發(fā)沉積或化學(xué)蒸發(fā)沉積法在物體表面上形成氮化鈦鍍膜。
2.一種形成氮化鈦鍍膜的方法，其特征是，氮化鈦鍍膜在物體表面上形成，所述的具有氮化鈦鍍膜的物體被放在氧氣和氮?dú)鈿夥葜袩崽幚?，通過在氮化鈦鍍膜整個(gè)表面上形成一層透明和穩(wěn)定的氧化鈦層而起到色調(diào)穩(wěn)定處理的作用。
3.一種形成氮化鈦鍍膜的方法，其特征是，氮化鈦鍍膜在物體表面上形成，所述的具有氮化鈦鍍膜的物體被放在氮?dú)鈿夥葜袩崽幚?，通過把氮滲透到氮化鈦鍍膜中而起到色調(diào)穩(wěn)定處理的作用。
4.一種容器，其特征是在其表面具有根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制成的氮化鈦鍍膜。
5.一種容器，其特征是在其表面具有根據(jù)權(quán)利要求2所述方法制成的氮化鈦鍍膜。
6.一種容器，其特征是在其表面具有根據(jù)權(quán)利要求3所述方法制成的氮化鈦鍍膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及由離子盤方法形成一層氮化鈦鍍膜以產(chǎn)生良好裝飾性的氮化鈦鍍膜形成方法，由該方法所形成的鍍膜即使在高溫下其色調(diào)也具有穩(wěn)定性。(1)所述TiN鍍膜是由物理或化學(xué)金屬噴鍍法形成；(2)所形成的TiN鍍膜在氮氧氣氛中加熱，再形成一層穩(wěn)定透明的氧化鈦薄膜；(3)所形成的TiN鍍膜在氮?dú)鈿夥罩屑訜?，使TiN鍍膜殘留的Ti轉(zhuǎn)化成TiN而進(jìn)行色調(diào)穩(wěn)定化處理。本發(fā)明還涉及由上述方法制成的容器。
文檔編號(hào)C23C16/56GK1057867SQ90107238
公開日1992年1月15日 申請(qǐng)日期1990年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月29日
發(fā)明者長(zhǎng)岡仁, 菅野裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社新鐵工所