发热管 金属与陶瓷的不同特性有哪些？金属的特性

固体中的热传导主要是通过高能电子的运动或晶体结构的振动。 具有足够移动电子的材料可以很容易地导热，并且可以很容易地将其电子转移到表面附近的其他原子。 换句话说，导热性好的材料（例如金属）通常也容易发生化学反应。 同样的道理，惰性化合物一般都是导热性较差的材料。 陶瓷由非常稳定的非反应性化合物（氧化镁、氧化铝、二氧化硅）的混合物制成，这些化合物的共价键保留着电子。 因此，他们使用低效的振动方法来缓慢传递热量。 如果直接在炉子上用猛火加热，陶瓷将无法均匀地传播热能，受热区域会膨胀，而未受热区域则不会膨胀，从而逐渐产生机械张力，导致器皿破裂。甚至破裂。这就是为什么陶瓷通常只用于烤箱，因为... 所有

固体中的热传导主要是通过高能电子的运动或晶体结构的振动。 具有足够移动电子的材料可以很容易地导热，并且可以很容易地将其电子转移到表面附近的其他原子。 换句话说，导热性好的材料（例如金属）通常也容易发生化学反应。

同样的道理，惰性化合物一般都是导热性较差的材料。 陶瓷由非常稳定的非反应性化合物（氧化镁、氧化铝、二氧化硅）的混合物制成，这些化合物的共价键保留着电子。 因此，他们使用低效的振动方法来缓慢传递热量。 如果直接在炉子上用猛火加热，陶瓷将无法均匀地传播热能，受热区域会膨胀，而未受热区域则不会膨胀，从而逐渐产生机械张力，导致器皿破裂。甚至断裂。

这就是为什么陶瓷通常只用在烤箱中，因为烤箱中的加热温和而均匀； 或者可以在金属表面涂上一层薄薄的陶瓷材料，以均匀地传递金属的热能。 I 在金属表面自动形成陶瓷涂层 事实上，大多数厨房常用的金属器皿表面都会自然地有一层很薄的陶瓷层。

金属电子具有移动性，氧很容易接受电子。 因此，当黄金炊具的材质暴露在空气中时，表面的原子会自发地与大气发生反应，形成一层非常稳定的金属氧化物层。 事物。 比如银、铜表面的变色（即生锈）实际上是一种金属硫化物，而其中的硫主要来自于空气污染。

这些氧化膜不发生化学反应并且非常坚硬。 如果氧化铝不是以结晶形式存在于盘上，则会形成粗金刚砂，这是红宝石和蓝宝石的主要材料（它们的颜色来自铬和钛中的杂质）。 但问题是，这些天然涂层在锅上通常只有几个分子厚，在烹饪过程中很容易被刮掉或擦掉。

冶金学家发现了两种利用锅表面金属氧化物的方法。 目前可采用化学处理在铝金属表面形成厚度约0.03毫米的薄膜。 该薄膜是相当不渗透的。 通过将铁与其他金属熔合成合金，可以在表面形成坚硬的保护性氧化层，从而制造出不锈钢。

下面简单介绍一下当今厨房用具常用的材料，以及每种材料独特的优点和缺点。 一、陶瓷、瓷器、玻璃陶瓷是由多种化合物以不同方式混合而成，主要是硅、铝、镁的氧化物。 “玻璃”是一种成分比较固定的特殊陶器，通常以二氧化硅（硅石）为主要成分。

到目前为止，这些材料都是由天然存在的矿砂制成的：陶瓷一词来自希腊语“陶工的粘土”。 “陶”的成型和干燥技术可以追溯到大约9000年前，当时人类就开始驯化动植物。 “瓷器”的毛孔比粘土小，也没有那么粗糙。 硅含量很高，经过高温烧制后，已玻璃化或变成半玻璃材料。

中国人在公元前 1500 年之前发明了这种精致的技术。 “白瓷”是一种白色、半透明的陶石，由高岭土（一种非常轻的粘土）与硅酸盐矿物混合制成，并在窑中高温烧制。 其历史可以追溯到中国唐朝（618-907）。

这种更精致的陶器随着 17 世纪的茶叶贸易被引入欧洲。 它最初在英国被称为Chinaware（中国瓷器），后来简称为Chirm。 第一个玻璃容器不是用模具铸造或吹制的，而是由一块原材料费力雕刻而成。 陶瓷锅的特点可追溯到 4000 年前的近东 DI 陶瓷材料的起源 陶瓷材料的一大特点是其化学稳定性：它们具有化学惰性、耐腐蚀且不影响食物的味道或其他特性。

（一个例外：粘土和釉料有时含有铅，这是一种可能溶解到酸性食物中的神经毒素。某些产地的陶瓷器皿的粘土或釉料铅含量很高，有时有铅中毒的报道。） 陶瓷锅和平底锅一般仅用于缓慢、均匀的加热过程（尤其是在烤箱中烘烤或炖时），因为直接加热可能会导致开裂。

耐热玻璃中添加氧化硼可将热膨胀效应降低1/3左右，因此不易受热膨胀影响，但仍有可能破裂。 一、搪瓷器皿 还有一类器皿“珐琅”，是将玻璃粉熔化成薄膜，然后涂在铁或钢器皿表面而制成的。 这项技术早在 19 世纪就被用于铸铁的生产，如今搪瓷金属广泛应用于乳制品、化学和酿造工业以及浴缸。

当搪瓷用于制造厨房用具时，金属均匀地传热，而陶瓷涂层足够薄，可以均匀地膨胀和收缩，并将食物与金属分开。 唐瓷器相当耐用，但仍需要一些保养。 如果冷水直接倒在热容器上，陶瓷层可能会破裂或损坏。

导热系数低的优点陶瓷材料的导热系数低，对食品具有良好的保温效果，这也成为陶瓷的优势。 导热性能好的材料（如铜、铝）能够快速将热能散发到周围环境中，而陶瓷则具有良好的保温能力。 同样，以粘土砖为壁的烤箱将提供无与伦比的加热均匀性。

烤箱预热时，烤箱壁会慢慢吸收并储存大量的热能。 当食物放置时，热能就会释放到食物上。 现代金属烤箱无法储存太多热能，因此其加热元件必须不断打开和关闭。 这种做法会造成较大的温度波动，导致面包等食物在高温烘烤时烧焦。

铝 铝是地壳中含量最丰富的金属，但人们将其用作锅具材料的历史还不到一百年。 铝在自然界中不以纯金属形式存在。 直到1890年以后，人类才发现了从矿石中分离金属铝的方法。 炊具的材料通常是铝和少量锰混合的合金，有时是铝和铜的合金。

铝的最大优点是成本极低，导热性仅次于铜，且密度低，使得材料重量轻且易于使用。 它的用途如此广泛，几乎可以在从铝箔包装到啤酒罐和汽水罐的所有东西中找到它。 然而，未经阳极氧化的铝只能产生一层薄薄的氧化层，一些高活性的食物分子（酸、碱、煮鸡蛋时产生的硫化氢）很容易渗透到金属表面。 形成各种灰色或黑色的氧化铝和氢氧化铝络合物，使浅色食品染色。

目前，大多数铝制器皿首先涂有一层不粘涂层或进行阳极氧化处理。 阳极氧化使用金属作为硫酸溶液中的正极（阳极），迫使其表面氧化，形成厚厚的保护性氧化层。 铜 铜是一种独特的常见金属，因为它在自然界中以纯金属形式存在。

因此，大约一万年前，它成为第一种用于制造工具的金属。 铜具有出色的导热性，可以快速均匀地加热食物，使其成为厨房中最珍贵的锅碗瓢盆之一。 此外，由于其高导电性，铜已成为埋设数百万公里电线的首选材料，因此价格也相对昂贵。

保持铜的光泽很麻烦，因为它对氧和硫都有很高的亲和力，暴露在空气中会形成绿色表面。 至关重要的是，铜炊具可能有害。 其氧化物表面有时会变得多孔或粉状，铜离子很容易渗入食物汁液中。 然而，铜离子也有一些有用的作用：它们可以稳定泡沫蛋白质并为煮熟的绿色蔬菜添加颜色。

然而，人体能够代谢的铜量是有限的，摄入过多可能会引起肠胃不适，严重时还会损害肝脏。 偶尔在铜碗里打鸡蛋不会有人中毒，但纯铜器皿并不适合每天做饭。 为了克服这个缺点，制造商在铜锅上涂上不锈钢，或者以更传统的方式在锅上涂上锡，但锡本身有其局限性。

钢铁是较新发现的金属，主要是因为它们以氧化物的形式存在于地壳中。 除非在非常偶然的情况下，例如暴露的矿石发生火灾，否则可能找不到纯铁。 。 虽然一般认为铁器时代开始于公元前1200年左右，当时铁制工具与铜、青铜（铜和锡的合金）一样被人类广泛使用，但铁制品实际上早在公元前3000年左右就已经出现。

“铸铁”是一种合金，其中混有约 3% 的碳，以使铁金属变得坚固。 它还含有一些硅。 “碳钢”含有较少的碳，经过加热可以使合金更坚固，不易破裂，从而可以制作更薄的锅。

铸铁和碳钢最吸引人的特点是它们便宜且安全。 多余的铁很容易从体内排出，大多数人实际上可以从食物中获取更多的铁。 它最大的缺点是容易生锈，但通过定期维护和温和清洁可以避免这种情况。 铁和碳钢（如铝）都会使食物变色。

铁的导热性能不如铜或铝，但正因为如此，而且其密度比铝高，铸铁锅可以比铜或铝锅吸收更多的热量并保持更长时间的热度。 ：厚铸铁锅提供稳定、均匀的热源。 铸铁和碳钢锅的保养喜欢使用铸铁和碳钢锅的厨师会人为地涂上一层保护层，以改善表面的腐蚀倾向。

他们在锅的表面涂上食用油，然后加热几个小时，以“保养”锅。 食用油可以渗透到铁的毛孔和裂缝中并将其密封，防止空气和水的腐蚀。 当金属遇到热量和空气时，它会氧化脂肪酸链，使它们相互结合（聚合），形成致密、坚硬、干燥的表面（就像亚麻籽和其他“干油”用于处理木材和绘画一样） ）。

高度不饱和脂肪（大豆油、玉米油）特别容易氧化和聚合。 为了防止保护油层剥落，厨师们会用温和的肥皂和磨蚀性水溶性物质（例如盐）仔细清洁保养后的铸铁锅，而不是使用清洁剂和刷子。 不锈钢是唯一不形成表面保护层的金属。 暴露在空气和湿气中会生锈。

氧化铁和水形成的橙色络合物表现为松散的粉末而不是连续的薄膜，因此它不能密封空气以保护金属表面。 除非另有保护，铁金属将继续腐蚀（这就是为什么自然界中找不到纯铁）。 为了让这种廉价且富含矿物质的元素更加防锈，人类在19世纪发明了不锈钢。

它是一种铁碳合金，锅中还含有约18%的铬和8%-10%的镍。 铬是亮度和永久光泽的代名词，因为它很容易氧化并自然形成厚厚的保护层。 在不锈钢的混合物中，氧很容易与表面的铬原子发生反应，因此铁没有机会产生磅。

这种化学稳定性是用金钱换取的。 不锈钢比铸铁和碳钢贵，但导热性较差。 这是因为添加大量非铁原子使金属结构和电子排列不规则，干扰电子的运动。 提高不锈钢锅导热性能的方法有多种，如在锅底外层镀一层铜，或在锅底内层嵌入铜片或铝片，或将锅制成两层或更多。 多层夹在具有良好导热性的金属之间。

当然，这些改进也会增加锅的成本，但这种混合材质的锅已经接近我们理想的器皿了，不易发生化学反应，导热性好。 锡 人类最早使用锡可能是与铜结合来制造更硬的合金：青铜。 如今，锡通常是铜器皿的内涂层。 它具有无毒、不发生化学反应等优点。

锡的应用并不广泛，主要是因为它有两个相当不利于烹饪的特性：一是熔点太低（230℃），有些烹饪方法可能会达到更高的温度；二是锡的熔点太低（230℃），有些烹饪方法可能会达到更高的温度。 二是它很软，所以很容易磨损。 锡合金称为锡合金。 以前含有一点点铅，现在是7%锑和2%铜的混合物，但应用并不广泛。

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