CN109717738B

CN109717738B - 烹饪用非金属加热装置

Info

Publication number: CN109717738B
Application number: CN201910097360.0A
Authority: CN
Inventors: 王德平; 刘飞全
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: CN109717738A

Abstract

本发明公开了一种非金属加热装置，包括非金属壶体和加热底座，所述加热底座包括陶瓷发热盘，所述陶瓷发热盘的表面形成有至少一层玻璃功能涂层，所述陶瓷发热盘通过玻璃功能涂层与非金属壶体成型为一体结构，所述玻璃功能涂层将非金属壶体内的食物与陶瓷发热盘相隔开；其中，所述玻璃功能涂层由玻璃釉在750～1200℃的条件下烧结制成。采用本发明，加热装置的本体实现全非金属制作，能同时解决成本较低、寿命长、安全、可量产、清洗容易等问题。

Description

烹饪用非金属加热装置

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种烹饪用非金属加热装置。

背景技术

水壶是生活的必需品，从煤气烧水壶到智能塑料电水壶，到不锈钢电水壶，再到半玻璃水壶、全玻璃水壶，产品在不断更新换代。玻璃物理特性稳定、安全、干净，不会与加热的食品产生化学反应，不会有重金属的隐忧，玻璃的透明体可以穿透远红外线，提升水质、优化水源。

目前的全玻璃水壶大体有这样几种技术：透明纳米膜、碳膜和厚膜。前二种功率衰减快，已被各家厂商所放弃，后者功率稳定性好，但工艺要求高，对玻璃本体的加工指标要求严格，例如：平滑度，厚度的均匀度，致密性，不能有气泡、坑洼等。上述指标中，任何一项达不到标准，电热膜易产生热结，及微闪放电，瞬时温升高，最终导致玻璃体破碎。而且，发热膜需要与玻璃的温度特性、热膨胀系数匹配，同时还要与玻璃能够良好的粘附、浸润。且发热膜的浆料调制后还要烧制和测试，测试周期长，不确定因素大，一旦玻璃的物性变化又要花较长时间重新调制。

以目前玻璃国内外的行业加工水平，是无法满足上述加工指标的。于是以成本高昂的石英玻璃来替代经济性好的硼硅玻璃的解决方法应运而生。然而，石英玻璃的成本是硼硅玻璃的几十倍，虽然石英的厚薄、平滑性、气泡坑洼均优于硼硅，但石英熔点高，壶体成型加工难，成本巨大，不能量产。

为了解决玻璃材质的固有缺陷，这些年出现了另外的一些解决方案，例如：割底玻璃壶体，即用陶瓷加热板/微晶加热板以及硅胶密封圈，嵌入在割底玻璃壶体上，形成一种伪全玻璃养生壶。由于金属发热盘直接和加热液体接触，虽然可以提高传热效率，但是其破坏了全玻璃的理念，热煮食物的过程中，食物与硅胶化学反应，导致污染、变色、重金属超标。而且，密封圈和发热体过渡的地方常常也是清理的死角，不能保证安全卫生。此外，上述结构的密封一致性不好，不能实现量产。

又如：将发热膜直接附着在壶体上，由于壶体材料导热不佳，容易造成局部过热，使得发热膜过热而烧蚀，还可能因壶体材料冷热收缩不均而造成壶体破裂。

再如：外置辐射的方案，即在玻璃壶底部放置石英加热管，对盛水玻璃容器进行加热，其缺点是：底部热量高，可见光刺眼，控制***不准确等。

即，目前的全玻璃水壶的方案无法同时满足成本较低、寿命长、安全、可量产、清洗容易等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种烹饪用非金属加热装置，加热装置的本体实现全非金属制作，能同时解决成本较低、寿命长、安全、可量产、清洗容易等问题。

为达到上述技术效果，本发明提供了一种烹饪用非金属加热装置，包括非金属壶体和加热底座，所述加热底座包括陶瓷发热盘，所述陶瓷发热盘的表面形成有至少一层玻璃功能涂层，所述陶瓷发热盘通过玻璃功能涂层与非金属壶体成型为一体结构，所述玻璃功能涂层将非金属壶体内的食物与陶瓷发热盘相隔开；

其中，所述玻璃功能涂层由玻璃釉在750～1200℃的条件下烧结制成。

作为上述技术方案的改进，所述非金属壶体为割底的壶体；

所述陶瓷发热盘包括陶瓷基板，所述陶瓷基板的正面设有所述玻璃功能涂层，背面设有厚膜发热电路以及绝缘保护层。

作为上述技术方案的改进，所述陶瓷基板为单一陶瓷基板或复合陶瓷基板，所述陶瓷基板选用碳化硅陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板或氧化锆陶瓷基板。

作为上述技术方案的改进，所述陶瓷基板的厚度为1～5mm，导热系数为(16～200)W·m^-2·K^-1；

所述玻璃功能涂层的厚度为0.01～0.15mm；

所述绝缘保护层为玻璃层，厚度为0.01～0.15mm。

作为上述技术方案的改进，所述玻璃釉的组分如下；

B₂O₃ 3～15％、SiO₂ 60～85％、Al₂O₃ 0～20％、CaO 0～10％、Na₂O 0～10％、MgO 0～5％、ZnO 0～10％，SiC 0～5％。

作为上述技术方案的改进，所述玻璃釉由下述方法制得：

将上述组分按照比例混合均匀，在1500～1650℃熔炼，经水淬、烘干、粉碎、筛分，得到玻璃釉粉体。

作为上述技术方案的改进，所述玻璃功能涂层由下述方法制得：

将玻璃釉粉体调配成浆料，通过丝网印刷的方式将玻璃釉浆料印刷在陶瓷基板表面；

将印刷有玻璃釉浆料的陶瓷基板进行烘干，并进行高温烧结，高温烧结的温度为850～1150℃。

作为上述技术方案的改进，所述玻璃釉还添加有功能混合物，所述功能混合物的加入量为0.5～10wt％；所述功能混合物包括氧化物、碳化物、氮化物、稀土氧化物中的一种或多种。

作为上述技术方案的改进，所述功能混合物包括氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化铜、氧化锌、二氧化硅、碳化硅、碳化钨、氮化铝、钨酸铝、稀土氧化物中的一种或多种。

作为上述技术方案的改进，所述玻璃功能涂层在9～15μm的红外辐射波段发射率>0.5。

实施本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种烹饪用非金属加热装置，包括非金属壶体和加热底座，加热底座的陶瓷发热盘的表面形成有至少一层玻璃功能涂层，使其在高温使用(用于食品加热)时，具备安全、卫生、保健、高效、节能的功能，具体如下：

1、安全：本发热盘，采用陶瓷基板，具有良好的机械强度，通过加工成1～5mm的薄片，质地坚硬，重量较不锈钢基板轻便，高温不会变形。热膨胀系数低，耐热冲击性能好，骤冷骤热不会炸裂，可在450℃下稳定工作。同时陶瓷片绝缘性好，可更好地保证用电安全。

2、卫生：本发热盘，采用陶瓷基板，在表面覆盖高温玻璃釉烧结形成的玻璃功能涂层，形成复合结构，该玻璃釉主要组成元素为硼、硅、铝、钙、镁、锌、钠、钾，不含有毒有害物质，烧成之后呈透明或半透明状态，耐酸耐碱性能好，在常温或者高温条件下，物理化学性质稳定，满足人们对食品卫生的要求。同时玻璃釉面表面平整、光洁、致密，玻璃釉本身不容易与其它物质反应，不容易生成难清洗的污渍，在使用过程中容易清洗。

3、健康：本发明玻璃釉还添加有功能混合物，使其本身在使用温度下，能自发地辐射波长为9～15μm的远红外线，辐射强度高、发射率高，在加热过程中，能够有效地与水分子形成共振，形成小分子活化水，能明显地改善水的口感。

4、高效：本发热盘，使用基材是高导热陶瓷，可实现较大的加热功率，如600～2000W，远远超过一般玻璃制品的加热功率，同等条件下，烧水的速度更快。

5、节能：本发热盘采取厚膜电路加热方式，电热转化效率高，达到95％以上，因此具有良好的节能效果。

因此，本发明在陶瓷发热盘上利用玻璃釉烧结形成玻璃功能涂层，形成一种全新结构的全玻璃加热壶。所述玻璃功能涂层致密、光洁、平整、坚硬、化学性质稳定，能同时解决成本较低、寿命长、安全、可量产、清洗容易等问题。

附图说明

图1是本发明一种非金属加热装置的剖视图。

图2是本发明非金属壶体的立体图。

图3是本发明非金属壶体的主视剖视图。

图4是图3所示的A部的局部放大图。

图5是本发明非金属壶体的仰视图。

图6是本发明陶瓷发热盘的剖视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。

目前的全玻璃水壶的方案无法同时满足成本较低、寿命长、安全、可量产、清洗容易等问题。因此，本发明提供一种全新思路的解决方案，通过在加热底座的陶瓷发热盘上增设一层玻璃功能涂层，以此来实现全玻璃水壶。

为此，如图1所示，本发明设计了一种烹饪用非金属加热装置，包括非金属壶体1、加热底座2和功能控制底座3，非金属壶体1与加热底座2成型为一体结构，再放置在功能控制底座3上，实现智能控制烧水。

所述加热底座2包括陶瓷发热盘21，所述陶瓷发热盘21的表面形成有至少一层玻璃功能涂层22，所述陶瓷发热盘21通过玻璃功能涂层22与非金属壶体1成型为一体结构，所述玻璃功能涂层22将非金属壶体1内的食物与陶瓷发热盘21相隔开。

结合图2和图3，所述非金属壶体1为割底的壶体。

需要说明的是，割底的壶体只包括侧壁，而不设有底部，所述侧壁形成中空的壶体结构。本发明割底的壶体1的底部与加热底座的玻璃功能涂层22连接，形成一完整的壶体结构。

所述非金属壶体1可以是玻璃壶体、陶瓷壶体或石英壶体，但不限于此。优选的，所述非金属壶体为玻璃壶体。

如图5、6所示，所述陶瓷发热盘21包括陶瓷基板211，所述陶瓷基板211的正面设有所述玻璃功能涂层22，背面设有厚膜发热电路212以及绝缘保护层213。所述陶瓷基板211为单一陶瓷基板或复合陶瓷基板。更佳的,为了在不同的陶瓷基板211上均可以印刷厚膜发热电路212，陶瓷基板211需要进行预先处理，在背面先形成玻璃层，再印刷厚膜发热电路212以及绝缘保护层213。即，所述陶瓷发热盘21包括陶瓷基板211，所述陶瓷基板211的正面设有所述玻璃功能涂层22，背面设有玻璃层、厚膜发热电路212以及绝缘保护层213。

所述陶瓷基板211的厚度为1～5mm，导热系数为(16～200)W·m^-2·K^-1。

本发热盘，采用陶瓷基板，如碳化硅、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化锆等陶瓷基板，具有良好的机械强度，通过加工成1～5mm的薄片，质地坚硬，重量较不锈钢基板轻便，高温不会变形。热膨胀系数低，耐热冲击性能好，骤冷骤热不会炸裂，可在450℃下稳定工作。同时陶瓷片绝缘性好，可更好地保证用电安全。

而且，所述陶瓷基板选用碳化硅陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板或氧化锆陶瓷基板。由于上述材料的导热系数较大，可达到316不锈钢同等水平(16～20W·m^-2·K^-1)，甚至达到金属铝板的水平(200W·m^-2·K^-1)，这样可实现较大的加热功率，如600～2000W，远远超过一般玻璃制品的加热功率，同等条件下，烧水的速度更快。

所述玻璃功能涂层22的厚度为0.01～0.15mm；所述绝缘保护层213为玻璃层，厚度为0.01～0.15mm。本发明以陶瓷材料为基板，在上下表面均覆盖一层约0.01～0.15mm厚度的高温玻璃釉(750～1200℃烧结)，形成复合结构。其中，正面设有的玻璃功能涂层22可以起到隔绝水与加热盘接触的作用，主要组成元素为硼、硅、铝、钙、镁、锌、钠、钾，不含有毒有害物质，烧成之后呈透明或半透明状态，耐酸耐碱性能好，在常温或者高温条件下，物理化学性质稳定，满足人们对食品卫生的要求。而背面设有的玻璃层，可以对厚膜发热电路起到绝缘保护作用，提高其安全性能。

本发明发热盘采取厚膜电路加热方式，电热转化效率高，达到95％以上，因此具有良好的节能效果。

所述非金属加热装置可以是烧水壶、电炖盅、电饭煲等厨房电器，但不限于此。本发明附图所示加热装置为烧水壶。

具体的，所述玻璃釉的组分如下：

所述玻璃釉由下述方法制得：

所述玻璃功能涂层由下述方法制得：

作为玻璃釉更佳的实施方式，所述玻璃釉还添加有功能混合物，所述功能混合物的加入量为0.5～10wt％。所述玻璃釉能在陶瓷发热盘表面形成具有远红外辐射功能的玻璃功能涂层。

所述功能混合物是多种无机化合物的混合物，主要目的在于实现特定的远红外辐射功能。所述功能混合物包括氧化物、碳化物、氮化物、稀土氧化物中的一种或多种。

具体的，所述功能混合物包括氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化铜、氧化锌、二氧化硅、碳化硅、碳化钨、氮化铝、钨酸铝、稀土氧化物中的一种或多种，通过上述不同化合物匹配，可以调整该玻璃功能涂层在不同的使用温度下，具有最佳的红外辐射发射率。

所述玻璃釉还添加有机组分，有机组分的添加量为5-20wt％，所述有机组分可以选用树脂或醇类溶剂，所述树脂包括乙基纤维素，所述醇类溶剂包括松油醇，但不限于此。所述有机组分作为辅料，给涂料提供一定的流变特性，形成连续均匀的膜层。

本发明将功能混合物与玻璃釉、有机组分混合，经充分搅拌，分散均匀即可制得玻璃釉浆料。所述玻璃釉浆料能在陶瓷发热盘表面形成具有远红外辐射功能的玻璃功能涂层。所述玻璃功能涂层在9～15μm的红外辐射波段发射率>0.5。该辐射波段同时也是水和人体的红外辐射波动，因此用于加热水或食物，对人体有保健作用。

所述陶瓷基板211的背面设有厚膜发热电路212以及绝缘保护层213，其中，绝缘保护层213优选为玻璃层，其由背面玻璃粉制成，所述背面玻璃粉的成分具体为60-75％SiO₂、1-30％Al₂O₃、5-30％B₂O₃、0-10％Na₂O、0-10％CaO、0-10MgO。该绝缘保护层213可以起到绝缘保护作用，提高电器的安全性。

为了在不同的陶瓷基板211上均可以印刷厚膜发热电路212，陶瓷基板211需要进行预先处理，预先处理步骤包括：(1)将背面玻璃粉和有机载体按照70-80：20-30的比例混合均匀，过研磨机，得到黏度为30～70Pa.S的粘稠流体，细度在12μm以下；(2)将背面玻璃粉印刷在陶瓷基板上，印刷膜厚40～50μm，烘干，在900-1000℃烧结5-20min，在背面形成透明的玻璃层。首先，所述玻璃层可以填塞陶瓷基板的毛孔，为印刷厚膜发热电路奠定基础，其次，所述玻璃层还可以起到第一道绝缘保护作用。

需要说明的是，预先处理使用的背面玻璃粉，与绝缘保护层213使用的背面玻璃粉一致。

加热底座与非金属壶体可以通过多种实施方式连接，作为本发明优选的实施方式，所述加热底座的陶瓷发热盘上的玻璃功能涂层与非金属壶体通过玻璃粉涂料烧结连接形成一体结构。玻璃粉涂料可以将陶瓷发热盘和玻璃等进行连接，使之具备良好的密封性能，且附着牢度好、抗热震性好、安全可靠、无重金属析出。避免了采用密封圈连接带来的一系列问题。

具体的，所述玻璃粉涂料为由0.5～20wt％玻璃粉、50～90wt％金属粉和5～30wt％有机组分制成的膏状物。

所述玻璃粉包括SiO₂ 5～60％，Al₂O₃ 5～30％，B₂O₃ 2～30％，CaO 0～10％，MgO 0～5％，Bi₂O₃ 0～70％，ZnO 0～50％，Li₂O 0～10％，P₂O₅ 0～5％，TiO₂ 0～5％，ZrO₂ 0～5％；

所述金属粉为金粉、银粉、铜粉、钨粉、钯粉、铂粉中的一种或几种。

所述有机组分可以选用树脂或醇类溶剂，所述树脂包括乙基纤维素，所述醇类溶剂包括松油醇，但不限于此。所述有机组分作为辅料，给涂料提供一定的流变特性，形成连续均匀的膜层。

该玻璃粉涂料主要组成成分由玻璃粉和金属粉组成，然后与有机载体混合调制成膏状物，根据不同材料对封接的要求，在600～1300℃下，空气气氛或保护气氛下封接，具有以下优点：

1、附着牢度好：能够将热膨胀系数相差比较大的两种材料，金属-玻璃/陶瓷封接起来；

2、抗热震性好：该材料本身具有一定的延展性，其弹性模量介于玻璃/陶瓷和金属之间，更接近金属，确保在使用过程中，两种材料不会因为温度的剧烈波动，导致封接处产生微小的裂痕，导致封接失效；

3、安全：该封接材料不含铅镉铬汞等重金属元素，化学稳定性好，无其它元素析出，在400℃以下使用安全可靠。

作为本发明更佳的实施方式，如图3和图4所示，为了保证非金属壶体和玻璃功能涂层22之间具有更佳的连接效果，所述割底的非金属壶体11包括壶身11A、与壶身11A连接的凹部11B或凸部，所述凹部11B或凸部向外或向内延伸形成一平整部11C，所述平整部11C与玻璃功能涂层22通过玻璃粉涂料连接固定。

优选的，所述平整部11C的宽度为2-5mm。若平整度的宽度小于2mm，则导致致密性不好，容易发生漏水或渗水。若平整度的宽度大于5mm，则会影响加热装置的导热效率。

所述凹部11B或凸部上可以设有固定环。所述固定环可以根据产品的外观形状来进行配合设计，而且，所述固定环上还可以设有连接件，用于实现壶体和底座的连接固定。

进一步，非金属加热装置由下述方法制得：

制作割底的非金属壶体；

准备加热底座，加热底座的表面为陶瓷发热盘；

对陶瓷发热盘表面进行预处理，使其光洁、平整；

采用喷涂或者印刷的方式，将玻璃釉均匀涂布在陶瓷发热盘表面；

将涂布有玻璃釉的陶瓷发热盘在600～1000℃烧结，在陶瓷发热盘的表面形成致密、光洁、平整、坚硬、化学性质稳定的玻璃功能涂层；

在非金属壶体和加热底座的玻璃功能涂层连接之处涂布玻璃粉涂料，然后将非金属壶体和加热底座紧密贴合，在600～1300℃、空气气氛或保护气氛下烧结封接，得到成品。

本发明使用玻璃釉在陶瓷发热盘的表面形成玻璃功能涂层，再在玻璃功能涂层与非金属壶体的连接处涂覆玻璃粉涂料，并烧结，使陶瓷发热盘与玻璃壶体连接形成一体式的全玻璃加热壶。

本发明全玻璃加热壶具有以下优点：

1、本发明具有良好的机械强度，同等条件下，本发明可以加工成更薄更轻的薄片，其综合性能远远优于同等功率和厚度的玻璃厚膜发热板；

2、本发明的陶瓷发热盘的膨胀系数与玻璃比较相近，故在陶瓷表面进行玻璃薄膜释化处理，相对金属发热盘表面玻璃优化处理要容易实现，且稳定性好；

3、由于陶瓷基板的耐高温性比一般玻璃板和金属板板要理想，且不氧化，不变形，在进行厚膜烧结时，其基材表面无论经过几次单面烧结，其形态保持完好；相反，金属基板和玻璃基板都比较容易变形翘曲，而制作玻璃壶时，往往需要进行多遍的绝缘隔离及绝缘包封烧结处理，这样会增加发热盘的后续处理成本，而且稳定性和可靠性也较差；

4、本发明在陶瓷发热盘和非金属壶体的封接部位进行了约1到3毫米的宽度带导电釉料烧结处理，形成导电环，与整机地线连接，若出现陶瓷发热盘开裂，容器内液态或食物带电时，能即时切断工作电源，确保安全。

下面以具体实施例进一步阐述本发明

实施例1

1、正面玻璃釉(与水接触)制备：将72％SiO₂、3％Al₂O₃、14％B₂O₃、5％Na₂O、5.5％CaO、0.5％SiC，混合均匀，在1650℃恒温1h，然后水淬，得到透明玻璃渣，经烘干、粉碎、过250目筛，得到平均粒径在1.5～2.5μm的粉体。

2、正面玻璃釉涂料制备：将正面玻璃釉粉体和有机载体按照73：27的比例混合均匀，过三辊研磨机，得到黏度为30～70Pa.S的粘稠流体，细度在12μm以下。

3、背面玻璃粉(印刷电路)制备：将77％SiO₂、3％Al₂O₃、14％B₂O₃、5％Na₂O、0.5％CaO，混合均匀，在1650℃恒温1h，然后水淬，得到透明玻璃渣，经烘干、粉碎、过250目筛，得到平均粒径在1.5～2.5μm的粉体。

4、背面玻璃涂料制备：将背面玻璃粉和有机载体按照73：27的比例混合均匀，过三辊研磨机，得到黏度为30～70Pa.S的粘稠流体，细度在12μm以下。

5、玻璃涂层制备：(1)选用1.5毫米厚的氮化铝陶瓷基板，将正面玻璃釉涂料采用丝网印刷的方式印刷在陶瓷基板上，印刷膜厚40～50μm，烘干，在775℃烧结10min，得到透明的玻璃功能涂层；(2)制备好正面玻璃功能涂层之后，将背面玻璃涂料采用丝网印刷的方式印刷在陶瓷基板上，印刷膜厚40～50μm，烘干，在775℃烧结10min，在背面形成透明的玻璃层，得到复合基板；(3)在复合基板背面，印刷厚膜发热电路，在650℃烧结成型。(4)制备好背面厚膜发热电路之后，将背面玻璃涂料采用丝网印刷的方式印刷在厚膜发热电路上，印刷膜厚40～50μm，烘干，在775℃烧结10min，在背面形成透明的玻璃层，即得到陶瓷复合基板发热盘。

实施例1的该发热盘采用高导热系数的氮化铝基板，综合导热系数超过430不锈钢，可以实现大功率加热，具有加热快、不氧化、不变形的特点。

实施例2

1、正面玻璃釉(与水接触)制备：将62％SiO₂、17％Al₂O₃、10％B₂O₃、7.7％CaO、1.3％MgO、0.5％Y₂O₃、1.5％SiC，混合均匀，在1650℃恒温1h，然后水淬，得到透明玻璃渣，经烘干、粉碎、过250目筛，得到平均粒径在1.5～2.5μm的粉体。

2、正面玻璃釉涂料制备：将正面玻璃釉粉体、有机载体按照75：25的比例混合均匀，过三辊研磨机，得到黏度为30～70Pa.S的粘稠流体，细度在12μm以下。

3、背面玻璃粉(印刷电路)制备：将62％SiO₂、17％Al₂O₃、10％B₂O₃、7.7％CaO、3.3％MgO，混合均匀，在1650℃恒温1h，然后水淬，得到透明玻璃渣，经烘干、粉碎、过250目筛，得到平均粒径在1.5～2.5μm的粉体。

4、背面玻璃涂料制备：将背面玻璃粉和有机载体按照75：25的比例混合均匀，过三辊研磨机，得到黏度为30～70Pa.S的粘稠流体，细度在12μm以下。

5、玻璃涂层制备：(1)选用2.5毫米厚的碳化硅陶瓷基板，将正面玻璃釉涂料采用丝网印刷的方式印刷在陶瓷基板上，印刷膜厚40～50μm，烘干，在950℃烧结10min，得到透明的玻璃功能涂层；(2)制备好正面玻璃功能涂层之后，将背面玻璃涂料采用丝网印刷的方式印刷在陶瓷基板上，印刷膜厚40～50μm，烘干，在950℃烧结10min，在背面形成透明的玻璃层，得到复合基板；(3)在复合基板背面，印刷厚膜发热电路，在850℃烧结成型，即得到陶瓷复合基板发热盘。

实施例2的该发热盘采用高导热系数的碳化硅基板，综合导热系数超过430不锈钢，可以实现大功率加热，具有加热快、不氧化、不变形的特点。

一、将实施例1和实施例2所得的发热盘做技术检测，检测方法如下：

1、导热实测参数指标如下：

陶瓷基板与玻璃壶体封接成功后，分别以四种功率测试，620w、1310w、1580w、2000w；烧水时间分别为8、6、5、4分钟。

2、发热盘的表面釉化处理后的封接强度测试：

陶瓷基板通过二个面的釉化处理后与玻璃壶体封接，用一直径100毫米塑料管罝于壶体封接的底板上，管子的顶端高出壶体，约五个厘米，将封接完好的玻璃壶体绑扎在三角支架上，在平地置放好，依次在在管子的顶端放上5KG重的砝码，每半个小时，加5KG直至加到50KG放置一个晚上，计12个小时。

3、发热盘与玻璃壶体封接好后的淬水测试：

将三个陶瓷基板与玻璃壶体封接完整后，罝入烤箱内，分三次，三个温区测试，温度分别为150、180、230度，逐步升高。温度到达设定温度后，将炉门打开，用工具取出壶胆放入盆内，快速倒入冷水(室温12度)。

二、实施例1所得的碳化硅发热盘按上述检测方法检测后，检测结果如下：

1、加热速度测试：

功率	2000	1580	1310	620
					烧水至沸腾时间	4min	5min	6min	8min
发热膜温度	105	106	107	106
					水量	1.3L	1.3L	1.3L	1.0L

注：初始水温19℃

本发明水壶结构，导热性良好，发热盘在稳定工作时，与被加热物质的温度差仅差5～7℃，说明其具有极其优异的的导热性能。

2、承重实验

在水壶内部放置重物，静置：

上述结果表明，发热盘和壶体的封接结构强度非常好，接近玻璃本身的结构强度。

3、抗热震实验

将玻璃壶整体加热到一定温度，然后快速放入冰水浴，重复10次，观察水壶是否有异常

温度/℃	100	150	200	250
					水淬次数	10	10	10	10
结果	无异常	无异常	无异常	无异常

上述结果表明，该玻璃水壶结构，耐骤冷骤热性能良好，完全满足日常加热食物(不超过200℃)的需要。

三、实施例2所得的碳化硅发热盘按上述检测方法检测后，检测结果如下：

1、加热速度测试：

功率	2000	1580	1310	620
					烧水至沸腾时间	4min	5min	6min	8min
发热膜温度	107	107	106	105
					水量	1.3L	1.3L	1.3L	1.0L

注：初始水温19℃

2、承重实验

在水壶内部放置重物，静置：

重量	5KG	10KG	20KG	50KG
					时间	24h	24h	24h	24h
结果	完好	完好	完好	完好

3、抗热震实验

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种烹饪用非金属加热装置，包括非金属壶体和加热底座，所述加热底座包括陶瓷发热盘，其特征在于，所述陶瓷发热盘的表面形成有至少一层玻璃功能涂层，所述陶瓷发热盘通过玻璃功能涂层与非金属壶体成型为一体结构，所述玻璃功能涂层将非金属壶体内的食物与陶瓷发热盘相隔开；

其中，所述玻璃功能涂层由玻璃釉在750～1200℃的条件下烧结制成；

所述非金属壶体为割底的壶体；

所述玻璃釉的组分如下：

B₂O₃ 3～15％、SiO₂ 60～85％、Al₂O₃ 0～20％、CaO 0～10％、Na₂O 0～10％、MgO 0～5％、ZnO 0～10％，SiC 0～5％；

所述加热底座的陶瓷发热盘上的玻璃功能涂层与非金属壶体通过玻璃粉涂料烧结连接形成一体结构；

所述玻璃粉涂料为由0.5～20wt％玻璃粉、50～90wt％金属粉和5～30wt％有机组分制成的膏状物；

所述玻璃粉包括SiO₂ 5～60％，Al₂O₃ 5～30％，B₂O₃ 2～30％，CaO 0～10％，MgO 0～5％，Bi₂O₃ 0～70％，ZnO 0～50％，Li₂O 0～10％，P₂O₅0～5％，TiO₂ 0～5％，ZrO₂ 0～5％。

2.如权利要求1所述的烹饪用非金属加热装置，其特征在于，所述陶瓷发热盘包括陶瓷基板，所述陶瓷基板的正面设有所述玻璃功能涂层，背面设有厚膜发热电路以及绝缘保护层。

3.如权利要求2所述的烹饪用非金属加热装置，其特征在于，所述陶瓷基板为单一陶瓷基板或复合陶瓷基板，所述陶瓷基板选用碳化硅陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板、氮化硅陶瓷基板或氧化锆陶瓷基板。

4.如权利要求2所述的烹饪用非金属加热装置，其特征在于，所述陶瓷基板的厚度为1～5mm，导热系数为(16～200)W·m^-2·K^-1；

所述玻璃功能涂层的厚度为0.01～0.15mm；

所述绝缘保护层为玻璃层，厚度为0.01～0.15mm。

5.如权利要求1所述的烹饪用非金属加热装置，其特征在于，所述玻璃釉由下述方法制得：

6.如权利要求5所述的烹饪用非金属加热装置，其特征在于，所述玻璃功能涂层由下述方法制得：

7.如权利要求1所述的烹饪用非金属加热装置，其特征在于，所述玻璃釉还添加有功能混合物，所述功能混合物的加入量为0.5～10wt％；

所述功能混合物包括氧化物、碳化物、氮化物、稀土氧化物中的一种或多种。

8.如权利要求7所述的烹饪用非金属加热装置，其特征在于，所述功能混合物包括氧化铁、氧化镍、氧化钴、氧化铜、氧化锌、二氧化硅、碳化硅、碳化钨、氮化铝、钨酸铝、稀土氧化物中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的烹饪用非金属加热装置，其特征在于，所述玻璃功能涂层在9～15μm的红外辐射波段发射率>0.5。