CN111485173A - 一种新型恒温材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型恒温材料及其制备方法和应用,一种新型恒温材料,按质量百分比计算,含有以下元素:Si,0.4–1.4%;Mn,0.35–0.855%,Ni,8–30%;Nb,0.015–0.3%;W,0.3–2%;Sn,0.005–0.12%;稀土元素,0.001–0.003%,稀土元素包括La、Yb、Er、Ho、Nd、Lu、Ce中至少一种;铁,≥55%。本发明提供的新型恒温材料的居里温度介于150℃–225℃,通过调节新型恒温材料的原料种类及组分含量,可以有效地调节材料的居里温度,使新型恒温材料能够灵活地适应不同的加热需求。
Description
技术领域
本发明属于温控材料技术领域,具体地,涉及一种新型恒温材料及其制备方法和应用。
背景技术
居里点(Curie point)又作居里温度(Curie temperature,Tc)或磁性转变点。是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度,是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。低于居里点温度时该物质成为铁磁体,此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点时,该物质成为顺磁体,磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10的负6次方。居里点由物质的化学成分和晶体结构决定。
PTC(Positive Temperature Coefficient,正温度系数效应)材料,是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料,可专门用作恒定温度传感器。PTC材料的控温原理为,加热使PTC材料升温,当温度到达PTC材料的距离温度时,PTC材料的阻值进入跃变区,PTC材料的阻值大幅度跃升,达到断电、停止加热的效果。
目前在厨具行业和小家电行业经常使用不锈钢、铝、铁等常规金属材料,尤其是不锈钢的应用最为广泛,这些厨具的主要缺点在于:①不锈钢、铝、铁等常规金属材料,由于材料本身所持有的特性,在加热过程中锅内的温度一直是处于上升的状态;②温度上升速度快,容易粘锅。以在电磁炉上的使用为例:不锈钢锅在2-3分钟锅内温度可达到300℃或以上,在3-4分钟锅内温度可达到400℃或以上,而一般的烹饪需求锅内温度在150℃~230℃即可,同时国内大部分家庭普遍使用的食用油为:花生油、菜籽油、大豆油、棕榈油等,食用油的烟点温度都在230℃左右,当锅内温度超过食用油的烟点温度便开始产生大量的浓烟。烹调过程中食物油的烟点控制是个非常重要的因素。食用油加热后冒烟实际上是一个油脂受热分解成甘油和游离脂肪酸的过程,而甘油受热后会进一步分解为丙烯醛,丙烯醛对人眼和呼吸道都有强力的刺激作用,所以烟点就是食用油口味和营养价值开始恶化的拐点,因此目前传统的不锈钢厨具由于没有恒温功能导致锅内温度超过烟点温度而且持续上升,是厨房油烟产生的主要原因。针对粘锅问题,国内外的很多厨具厂家采用了在锅具上复合不沾涂料的措施。不沾涂料主要含有聚四氟乙烯等含氟树脂,其对锅的使用温度有一定的要求,不沾涂料合适的使用温度是260℃以下,当温度超过260℃后,涂层逐渐向不稳定状态转变,当温度超过350℃时会发生分解,很容易释放出氟化氢气体,这种气体溶于水后,不仅有很强的腐蚀性,而且毒性也比较大,因此目前的不粘锅不具有防干烧功能,在使用上有所限制。
随着锅具制造业的发展,PTC材料在恒温炊具上的应用越来越广泛,采用PTC材料制作PTC元件并利用PTC效应对炊具的最高加热温度进行限制,能够解决上述内容中提到的现有技术存在的问题。然而PTC材料的种类繁多,PTC材料的居里温度、矫顽力等材料特性将直接决定其能够应用于制作或加工炊具及控温效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型恒温材料及其制备方法和应用,以获得一种居里温度介于150℃–225℃之间的PTC材料。
根据本发明的一个方面,提供一种新型恒温材料,按质量百分比计算,含有以下元素:Si,0.4–1.4%;Mn,0.35–0.855%,Ni,8–30%;Nb,0.015–0.3%;W,0.3–2%;Sn,0.005–0.12%;稀土元素,0.001–0.003%,稀土元素包括La、Yb、Er、Ho、Nd、Lu、Ce中至少一种;铁,≥55%。
优选地,按质量百分比计算,还含有以下元素:Ti,0.1–0.3%;Cu,0.01–0.08%;Cr,0.03–3%。
优选地,按照质量百分比计算,含有以下元素:Si,0.6–0.9%;Mn,0.35–0.65%,Ni,12–19%;Nb,0.025–0.15%;W,0.3–1%;Sn,0.1–0.12%;Ti,0.15–0.3%;Cu,0.05–0.08%;Cr,1–3%。
优选地,稀土元素包括轻稀土元素和重稀土元素,轻稀土元素选自La、Ce、Nd中的至少一种,重稀土元素选自Ho、Er、Yb、Lu中的至少一种;按照质量百分比计算,轻稀土元素的占比为0–0.0012%,重稀土元素的占比为0.0015–0.0025%。
优选地,轻稀土元素为La,重稀土元素由Yb和Lu组成。
优选地,轻稀土元素为Ce,重稀土元素由Yb和Ho组成。
优选地,轻稀土元素为Nd,重稀土元素由Lu和Er组成。
本发明提供的新型恒温材料的居里温度介于150℃–225℃,通过调节新型恒温材料的原料种类及组分含量,可以有效地调节材料的居里温度,使新型恒温材料能够灵活地适应不同的加热需求。上述新型恒温材料在受热后升温,当温度升至其对应的居里温度附近时,其电阻大幅度地跃升以达到切断电路的效果。
根据本发明的另一个方面,提供一种上述新型恒温材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.配料;S2.真空熔炼:S2.1精炼:使供Fe原料和供Ni原料进入熔炼区域,在1320℃–1360℃下,真空熔化,在供Fe原料和供Ni原料完全熔化后,加入其它原料;S2.2浇注:在1180℃–1210℃下进行浇注;S3.退火:在氮气气氛下,在780℃–830℃下进行退火。在制备上述新型恒温材料的过程中,在氮气气氛下对材料进行退火,由此制得的成品的电阻具有较高的电阻温度系数,在达到居里温度时能够快速地切断电路,然而,却不会对新型恒温材料的居里温度值带来明显的影响。
根据本发明的另一个方面,提供上述新型恒温材料在制备和/或加工炊具中的应用。
根据本发明的另一个方面,提供一种恒温锅具:包括锅具主体和PTC加热层,PTC加热层复合在锅具主体的底部,PTC加热层由如权利要求1–8任一项新型恒温材料制成。
采用上述新型恒温材料制作的恒温锅具,当锅内温度上升到峰值最高点之后,基于材料的PTC效应,恒温锅具便开始进入恒温模式,使锅内平均温度维持在材料的居里温度附近的一定温度区间内(既满足一般烹饪的温度需求,同时满足低于常用食用油的烟点),在该温度区间内,食用油不会分解,从而,无烟烹饪得以实现。由于稀土PTC的居里温度不超过230℃,恒温锅具内部的平均温度不超过215℃,远低于不沾涂层的合适使用温度(260℃),因此,恒温锅具还具有防干烧功能,在任何情况下都不会出现涂层的高温分解问题,使恒温锅具具有更长的使用寿命和更高的食品加工安全性。此外,在实际生产过程中,恒温锅具的生产流程跟目前不锈钢厨具的流程相似,可以使用目前不锈钢厨具的生产线进行生产,无需添加其他特殊设备。恒温锅具的预热速度跟目前不锈钢厨具几乎相同,不影响使用者的使用习惯和烹饪速度。
附图说明
图1为304材料和处理1D组制得的新型恒温材料的升温测试结果;
图2为实施例4中的①号锅具;
图3为实施例4中的②号锅具;
图4为实施例4中的③号锅具;
图5为实施例4的锅具测温位置点。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。
实施例1
(一)备料
以新型恒温材料的组分组成为变量,本实施例设置组4处理组,分别标记为处理1A组、处理1B组、处理1C组和处理1D组,按照重量百分比计算,各处理组所对应的组分组成如表1所示。除了表1所列举的组分外,各处理组所制得的成品中的碳含量为0.005%–0.050%,另外,各处理组所制得的成品还含有来自原料的不可避免的杂质,各处理组对应成品中的杂质均满足:磷,P≤0.035%,硫,S≤0.018%。
表1本实施例各处理组对应的组分组成
(二)制备方法
本实施例所有处理组皆按照以下方法制备新型恒温材料:
S1.配料:根据表1,按照每个处理组特定的组分组成计算并称取各组对应的所需原料。
S2.真空熔炼
S2.1精炼
将供镍、铁投入真空熔炼炉的坩埚内,其余微量元素材料各自放在料斗内待投入;设置真空熔炼炉的保温温度为1330℃,在真空熔炼炉的真空度达到10-2毫米汞柱真空度后开始加热;在镍和铁完全熔化后,利用料斗向坩埚中加入其它原料,精炼30分钟。
S2.2浇注
精炼后镇静10分钟后带电浇注,浇注温度为1190℃,浇注时间为3–4分钟;浇注完毕后停止加热,随炉冷却10分钟以上,破坏真空后出炉。
S3.退火
将S2得到的半成品装入回火炉的反应区域内,抽真空后冲入氮气,使反应区域内充满氮气气氛,设置加热温度为800℃,保温60分钟;保温时间结束吊出炉体后要保持炉内气体的压力直到炉壳冷却到室温时,才可以放气打开炉盖出炉。
S4.获得成品。
实施例2
(一)备料
以新型恒温材料的组分组成为变量,本实施例设置组4处理组,分别标记为处理2A组、处理2B组、处理2C组和处理2D组,按照重量百分比计算,各处理组所对应的组分组成如表2所示。除了表2所列举的组分外,各处理组所制得的成品中的碳含量为0.005%–0.050%,另外,各处理组所制得的成品还含有来自原料的不可避免的杂质,各处理组对应成品中的杂质均满足:磷,P≤0.035%,硫,S≤0.018%。
表2本实施例各处理组对应的组分组成
(二)制备方法
本实施例所有处理组皆按照以下方法制备新型恒温材料:
S1.配料:根据表2,按照每个处理组特定的组分组成计算并称取各组对应的所需原料。
S2.真空熔炼
S2.1精炼
将供镍、铁投入真空熔炼炉的坩埚内,其余微量元素材料各自放在料斗内待投入;设置真空熔炼炉的保温温度为1320℃,在真空熔炼炉的真空度达到10-2毫米汞柱真空度后开始加热;在镍和铁完全熔化后,利用料斗向坩埚中加入其它原料,精炼30分钟。
S2.2浇注
精炼后镇静10分钟后带电浇注,浇注温度为1170℃,浇注时间为3–4分钟;浇注完毕后停止加热,随炉冷却10分钟以上,破坏真空后出炉。
S3.退火
将S2得到的半成品装入回火炉的反应区域内,抽真空后冲入氮气,使反应区域内充满氮气气氛,设置加热温度为800℃,保温60分钟;保温时间结束吊出炉体后要保持炉内气体的压力直到炉壳冷却到室温时,才可以放气打开炉盖出炉。
S4.获得成品。
实施例3
(一)备料
以新型恒温材料的组分组成为变量,本实施例设置组4处理组,分别标记为处理3A组、处理3B组、处理3C组和处理3D组,按照重量百分比计算,各处理组所对应的组分组成如表3所示。除了表3所列举的组分外,各处理组所制得的成品中的碳含量为0.005%–0.050%,另外,各处理组所制得的成品还含有来自原料的不可避免的杂质,各处理组对应成品中的杂质均满足:磷,P≤0.035%,硫,S≤0.018%。0–0.0012%,重稀土元素的占比为0.0015–0.0025%。
表3本实施例各处理组对应的组分组成
(二)制备方法
本实施例所有处理组皆按照以下方法制备新型恒温材料:
S1.配料:根据表3,按照每个处理组特定的组分组成计算并称取各组对应的所需原料。
S2.真空熔炼
S2.1精炼
将供镍、铁投入真空熔炼炉的坩埚内,其余微量元素材料各自放在料斗内待投入;设置真空熔炼炉的保温温度为1340℃,在真空熔炼炉的真空度达到10-2毫米汞柱真空度后开始加热;在镍和铁完全熔化后,利用料斗向坩埚中加入其它原料,精炼30分钟。
S2.2浇注
精炼后镇静10分钟后带电浇注,浇注温度为1180℃,浇注时间为3–4分钟;浇注完毕后停止加热,随炉冷却10分钟以上,破坏真空后出炉。
S3.退火
将S2得到的半成品装入回火炉的反应区域内,抽真空后冲入氮气,使反应区域内充满氮气气氛,设置加热温度为800℃,保温60分钟;保温时间结束吊出炉体后要保持炉内气体的压力直到炉壳冷却到室温时,才可以放气打开炉盖出炉。
S4.获得成品。
测试例1
本测试例以实施例1–3中的处理1A组、处理1B组、处理1C组、处理1D组、处理2A组、处理2B组、处理2C组、处理2D组、处理3A组、处理3B组、处理3C组和处理3D组所制得的成品作为参试对象,测试材料的常温下的屈服强度、常温下的屈服抗拉强度、居里温度和抗氧化效果,其中以材料在1100℃下的氧化增重量表征材料的抗氧化效果,具体测试方式为:将待测材料放入高温炉中,空气自下而上通入,快速升温至1100℃,保持恒温氧化30小时。测试效果如表4所示。
表4各处理组对应的材料特性
各处理组的合金主相皆为镍铁基合金。铁的价格相对较低,原料容易获得。镍能提高合金材料的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍是面心立方晶格,其熔点较高,它在空气中不易氧化,化学性质稳定。镍在20℃时的电阻率6.84μΩ.cm,线膨胀系数较小,高温抗氧化腐蚀性好,是很好的合金基体材料。
分别将处理1A组、处理1B组、处理1C组和处理1D组进行组合比对,将处理2A组、处理2B组、处理2C组和处理2D组进行组合比对,将处理3A组、处理3B组、处理3C组和处理3D组进行组合比对:
向合金材料中引入稀土金属,稀土元素能够取代基质原子,从而形成表面缺陷,从而能够改变有效降低合金材料的居里温度。另一方面,稀土元素与硫有很大的亲和力,在溶池中不仅具有脱氧作用,还具有明显脱硫改善硫化物夹杂的尺寸、形态和分布作用,从而改善了合金材料的各种性能,如韧性、磁性等。此外,稀土材料的引入可降合金中的氧,显著改善提高了合金在1100℃以下的抗氧化性能。
硅能显著提高镍铁合金的弹性极限、屈服点和抗拉强强度,降低矫顽力,有减小晶体的各向异性倾向,使磁化容易,磁阻减小,从而使得提高新型恒温材料的热敏性。加热时,合金表面的硅将形成一层SiO2薄膜,分布在基体金属的界面处,可以阻止氧渗入,降低合金的氧化速度。值得注意的是,硅和稀土元素同时存在时,硅所形成的氧化膜具有更高的致密性,能够达到更显著的抗氧化效果。
锰在铁基合金材料的冶炼过程中可以充当良好的脱氧剂和脱硫剂,锰可以降低合金材料的临界冷却速度,提高淬透性。
铌能细化晶粒和降低合金的过热敏感性及回火脆性,提高强度,可以防止晶间腐蚀。
钛具有较强的脱氧作用,能使合金的内部组织致密,细化晶粒力,降低时效敏感性和冷脆性。铜具有良好的可塑性、延展性,因此向合金基质中引入铜能够在一定程度提高合金材料的抗拉强度。铬具有良好的稳定性,铬的引入能够为合金的抗腐蚀性带来一定的积极作用。
对比实施例1
本实施例以制备新型恒温材料过程中的退火气氛作为变量,设置三组对照组,标记为对照1组、对照2组和对照3组,以分别作为实施例1的处理1D组、实施例2的处理2D组和实施例3的处理3D组的对比实施方式。
(一)对照1组采用的制备方法
S1.配料:根据表1,按照实施例1的处理1D组的组分组成计算并称取各组对应的所需原料。
S2.真空熔炼
S2.1精炼
将供镍、铁投入真空熔炼炉的坩埚内,其余微量元素材料各自放在料斗内待投入;设置真空熔炼炉的保温温度为1330℃,在真空熔炼炉的真空度达到10-2毫米汞柱真空度后开始加热;在镍和铁完全熔化后,利用料斗向坩埚中加入其它原料,精炼30分钟。
S2.2浇注
精炼后镇静10分钟后带电浇注,浇注温度为1190℃,浇注时间为3–4分钟;浇注完毕后停止加热,随炉冷却10分钟以上,破坏真空后出炉。
S3.退火
将S2得到的半成品装入回火炉的反应区域内,抽真空后冲入氩气,使反应区域内充满氩气气氛,设置加热温度为800℃,保温60分钟;保温时间结束吊出炉体后要保持炉内气体的压力直到炉壳冷却到室温时,才可以放气打开炉盖出炉。
S4.获得成品。
(二)对照2组采用的制备方法
S1.配料:根据表2,按照实施例2的处理2D组的组分组成计算并称取各组对应的所需原料。
S2.真空熔炼
S2.1精炼
将供镍、铁投入真空熔炼炉的坩埚内,其余微量元素材料各自放在料斗内待投入;设置真空熔炼炉的保温温度为1320℃,在真空熔炼炉的真空度达到10-2毫米汞柱真空度后开始加热;在镍和铁完全熔化后,利用料斗向坩埚中加入其它原料,精炼30分钟。
S2.2浇注
精炼后镇静10分钟后带电浇注,浇注温度为1170℃,浇注时间为3–4分钟;浇注完毕后停止加热,随炉冷却10分钟以上,破坏真空后出炉。
S3.退火
将S2得到的半成品装入回火炉的反应区域内,抽真空后冲入氩气,使反应区域内充满氩气气氛,设置加热温度为800℃,保温60分钟;保温时间结束吊出炉体后要保持炉内气体的压力直到炉壳冷却到室温时,才可以放气打开炉盖出炉。
S4.获得成品。
(三)对照3组采用的制备方法
S1.配料:根据表3,按照实施例3的处理3D组的组分组成计算并称取各组对应的所需原料。
S2.真空熔炼
S2.1精炼
将供镍、铁投入真空熔炼炉的坩埚内,其余微量元素材料各自放在料斗内待投入;设置真空熔炼炉的保温温度为1340℃,在真空熔炼炉的真空度达到10-2毫米汞柱真空度后开始加热;在镍和铁完全熔化后,利用料斗向坩埚中加入其它原料,精炼30分钟。
S2.2浇注
精炼后镇静10分钟后带电浇注,浇注温度为1180℃,浇注时间为3–4分钟;浇注完毕后停止加热,随炉冷却10分钟以上,破坏真空后出炉。
S3.退火
将S2得到的半成品装入回火炉的反应区域内,抽真空后冲入氩气,使反应区域内充满氩气气氛,设置加热温度为800℃,保温60分钟;保温时间结束吊出炉体后要保持炉内气体的压力直到炉壳冷却到室温时,才可以放气打开炉盖出炉。
S4.获得成品。
(四)性能测试
本测试例以实施例1的处理1D组、实施例2的处理2D组、实施例3的处理3D组,以及本实施例的对照1组、对照2组、对照3组所制得的成品作为参试对象,测试材料的居里温度、常温(25℃)下的阻值、居里温度下的阻值,并上述数据计算出参试产品的电阻温度系数α,α的计算公式为:
测试结果如表5所示,退火气氛不会对材料的居里温度造成显著影响,然而,与氩气气氛相比,在氮气气氛下进行退火反应,所制得的材料具有较高的电阻温度系数,说明随着温度的上升,电阻的突变程度更高,新型恒温材料具有更高的热敏性。
表5各处理组对应的材料特性
组别 | 居里温度(℃) | 电阻温度系数(℃<sup>-1</sup>) |
处理1D组 | 220 | 6.96×10<sup>3</sup> |
对照1组 | 219 | 5.34×10<sup>3</sup> |
处理2D组 | 225 | 6.82×10<sup>3</sup> |
对照2组 | 225 | 5.37×10<sup>3</sup> |
处理3D组 | 187 | 7.74×10<sup>3</sup> |
对照3组 | 185 | 7.20×10<sup>3</sup> |
实施例4
对以上实施例中所涉及的所有新型恒温材料的材料性能进行综合考虑,以处理1D组制得的新型恒温材料最适于应用到炊具领域中,制作恒温锅。
以常用于制作锅具的304材料作为对比,对304材料和处理1D组制得的新型恒温材料进行升温测试。测试结果如图1所示,在加热开始后,两种材料的温度开始上升,在1分10秒之前,两种材料的温度都呈上升趋势;到了1分10秒时,304材料的温度已经超过了230℃,随着加热时间的延长,304材料的温度持续上升,而新型恒温材料的温度为220℃左右,并且其温度的变化呈缓和、往复的相对稳态,最终一直停留在217–222℃这一区间内。
本实施例的锅具包括锅具主体和PTC加热层3,PTC加热层3复合在锅具主体的底部,锅具主体包括不锈钢材质的锅身1以及复合在锅身1底部的铝层2,锅身1和铝层2一体铸造而成,铝层2具有一定的厚度,在铝层2的表面复合一层PTC加热层3,PTC加热层3的材质为处理1D组制得的新型恒温材料。按照铝层2和PTC加热层3的形状的不同,本实施例所制得的锅具有三种形式,分别为:
①号锅具(对应图2),铝层2呈倒梯形体结构,PTC加热层3呈弯折状,包括平整的底面以及与底面弯折相连的折面,折面与底面所成的角度为钝角,PTC加热层3的底面复合在铝层2的下表面,PTC加热层3的两个折面分别复合在铝层2的两个侧面。
②号锅具(对应图3),铝层2的底面与其两个侧面以圆角顺畅过度相连,PTC加热层3呈弧面结构,贴合铝层2的底面与侧面复合,PTC加热层3覆盖或部分覆盖铝层2的圆角拐角。
③号锅具(对应图4),铝层2呈长方体结构,PTC加热层3呈弯折状,包括平整的底面以及与底面弯折相连的折面,折面与底面所成的角度为直角,PTC加热层3的底面复合在铝层2的下表面,PTC加热层3的两个折面分别复合在铝层2的两个侧面。
分别对①号锅具、②号锅具和③号锅具进行锅底温度峰值测试,加热锅具,在锅具进入恒温状态后,按照图5所展示的位置,测试各位置点的温度。①号锅具的测试结果如表6所示,温度最高点在锅底中心约213℃左右,温度最低点在锅底的边缘位置约187℃左右,锅内的平均温度维持在200–203℃左右。②号锅具的测试结果如表7所示,温度最高点在锅底中心约213℃左右,温度最低点在锅底的边缘位置约196℃左右,锅内的平均温度维持在203–204℃左右。③号锅具的测试结果如表8所示,温度最高点在锅底中心约219℃左右,温度最低点在锅底的边缘位置约198℃左右,锅内的平均温度维持在206–207℃左右。
表6①号锅具进入恒温状态后各测试点的温度测试结果
表7②号锅具进入恒温状态后各测试点的温度测试结果
表8③号锅具进入恒温状态后各测试点的温度测试结果
表9列举了市面上常见的几种食用油的对应烟点,通过综合分析表7–9中的数据,本实施例所提供的①号锅具、②号锅具和③号锅具都适用于采用花生油、精制花生油、精制玉米油、精制大豆油、棕榈油、棕榈仁油、葵花籽油、精制高油酸葵花籽油、半精制葵花籽油、橄榄果渣油和超轻橄榄油的烹饪场景。
表9常用食用油烟点
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种新型恒温材料,其特征在于,按质量百分比计算,含有以下元素:
Si,0.4–1.4%;Mn,0.35–0.855%,Ni,8–30%;Nb,0.015–0.3%;W,0.3–2%;Sn,0.005–0.12%;稀土元素,0.001–0.003%,所述稀土元素包括La、Yb、Er、Ho、Nd、Lu、Ce中至少一种;铁,≥55%。
2.如权利要求1所述新型恒温材料,其特征在于,按质量百分比计算,还含有以下元素:Ti,0.1–0.3%;Cu,0.01–0.08%;Cr,0.03–3%。
3.如权利要求2所述新型恒温材料,其特征在于,按照质量百分比计算,含有以下元素:
Si,0.6–0.9%;Mn,0.35–0.65%,Ni,12–19%;Nb,0.025–0.15%;W,0.3–1%;Sn,0.1–0.12%;Ti,0.15–0.3%;Cu,0.05–0.08%;Cr,1–3%。
4.如权利要求3所述新型恒温材料,其特征在于:
所述稀土元素包括轻稀土元素和重稀土元素,所述轻稀土元素选自La、Ce、Nd中的至少一种,所述重稀土元素选自Ho、Er、Yb、Lu中的至少一种;
按照质量百分比计算,所述轻稀土元素的占比为0–0.0012%,所述重稀土元素的占比为0.0015–0.0025%。
5.如权利要求4所述新型恒温材料,其特征在于:所述轻稀土元素为La,所述重稀土元素由Yb和Lu组成。
6.如权利要求4所述新型恒温材料,其特征在于:所述轻稀土元素为Ce,所述重稀土元素由Yb和Ho组成。
7.如权利要求4所述新型恒温材料,其特征在于:所述轻稀土元素为Nd,所述重稀土元素由Lu和Er组成。
8.如权利要求1–7任一项所述新型恒温材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.配料;
S2.真空熔炼:
S2.1精炼:使供Fe原料和供Ni原料进入熔炼区域,在1320℃–1360℃下,真空熔化,在所述供Fe原料和所述供Ni原料完全熔化后,加入其它原料;
S2.2浇注:在1180℃–1210℃下进行浇注;
S3.退火:在氮气气氛下,在780℃–830℃下进行退火。
9.如权利要求1–8任一项所述新型恒温材料在制备和/或加工炊具中的应用。
10.一种恒温锅具,其特征在于:包括锅具主体和PTC加热层,所述PTC加热层复合在所述锅具主体的底部,所述PTC加热层由如权利要求1–8任一项所述新型恒温材料制成。
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