CN101563570A - 瓷质加热元件 - Google Patents
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Abstract
本发明系提供制备瓷质电阻性(ceramic resistive)加热元件的新颖方法，包含形成包括具有二个或更多个不同电阻率(resistivity)之区域的加热元件体，与加工该元件体部分以形成加热元件。亦提供可自本发明之制造方法获得的加热元件如点火器与预热塞(glow plug)。
Description
本发明主张于2006年10月2日提出的美国假申请案(provisionalapplication)第60/849,154号的优先权，并于此并入作为参考。
技术领域
本发明包含制备瓷质电阻性加热元件的新颖方法，其包含形成包括具有二个或更多个不同电阻性之区域的加热元件体，与加工该元件体部分以形成加热元件。亦提供可自本发明之制造方法获得的加热元件如点火器与预热塞。
背景技术
瓷质材料作为应用在如燃气炉、炉灶与干衣机之点火器已享有极大的成功。瓷质点火器产品包含建构穿过瓷质成分之电路，该瓷质部分为高电阻性，且当导线通电时可增温；参照例如美国专利号6,582,629、6,278,087、6,028,292、5,801,361、5,786,565、5,405,237、与5,191,508。
典型的点火器通常系成矩形之元件，在点火器尖端为高电阻性的『热区(hot zone)』，且自点火器另一端向着热区具一或多个导电的『冷区(cold zones)』。一种目前可获得的点火器，Mini-IgniterTM(NortonIgniter Products，购自Milford，N.H.)系设计用于12伏特至120伏特之应用，并具有包含氮化铝(AlN)、二硅化钼(MoSi2)与碳化硅(SiC)之组成物。
目前的瓷质点火器亦遭遇于使用中断裂，特别在可能遭受碰撞的环境中，例如使用于瓦斯炊具等之点火器。
故新颖的点火器系统仍有其需求。特别需求制造瓷质电阻性元件的方法。具有良好机械完整性的新颖加热元件亦有其需求。
发明内容
现在提供制备瓷质加热元件的新颖方法，其包含形成包括二个或更多个具不同电阻率之区域的加热元件体，与加工该元件体部分以形成功能性加热元件。
在较佳面向中，加工包括移除导体或绝缘体区域之部分，由此定义电路并提供功能性加热元件。
发明人已发现该等方法可以有效率的制造高机械强度的加热元件。
在较佳面向中，一或多种瓷质材料系利用灌浆沉积以形成加热元件体。亦可应用如挤压、热镀、喷雾涂布、射出成形与其它制程之其它成形方法。
沉积瓷质材料以形成该加热元件体之后，可进一步加工该加热元件体以提供功能性加热元件。特别是，在较佳面向中，可利用如机器移除加热元件体的一或多个区域以形成功能性电气路径(电路)。亦即，在某些面向中，于此等加工之前，该成形的加热元件体可包含一或多个导电区域，其提供潜在但无功能性的电路。该进一步加工可定义电路，并可使该成形的元件具备作为瓷质加热器之功能，如作为点火器。
在一例示系统中，加热元件体的的外侧区域系高导电性且该元件体末端部逐渐变细(截面积逐渐减少)以提供电阻性加热。然后加工该元件体以自该元件体的近端向该元件体末端移除反向的导电区域。该加工因而自外侧导电区域定义电路。
在另一例示系统中，可利用空铸(灌浆)；举例言之，外侧电阻性(热区或点火区)皮层可利用空铸形成，且该导电皮层系以绝缘区域填满。导电区接着可被应用于例如自该元件体的近端向该元件体末端以在该元件体末端定义分离的电阻性区域。例如，由导电组成物所提供的该等第三区可立即热镀至该二区域元件。
在某些较佳面向中，藉由包含该元件体的形貌(topography)而有利于加热元件体的加工(如，移除经选择的部分)。例如，该加热元件体可包含二个或多个突出区段，其可被迅速移除以定义外侧电路。该突出区段可为，举例言之，延伸在该元件体相反面的两个区段上，以提供该元件体长度的至少一实体部分。
在某些面向中，该加工可提供延展的电气路径，其可提供较高的操作电压。该等延展的电气路径可具有不同配置以提供更大的长度，例如，可应用弯曲或螺旋状的电气路径。
本发明较佳的加热元件可包含通过该元件截面的不同电阻率的区域，包含如上所论述的内部绝缘区域与外部电阻性及/或导电区域。在其它具体例中，可应用内部导电区域与外部绝缘区域。
较佳的瓷质元件可由本发明的方法获得，其包括第一导电区、电阻性热区与第二导电区，皆在电气序列中。较佳地，在该装置使用期间，电力可通过电导线的使用而施加至该第一或第二导电区(但典型非为两个导电区)。如上所论述，成形加热元件体的加工可定义该第一与第二导电区及电阻性加热部分。
本发明特别佳的加热元件系沿着该加热元件长度的至少一部份具有圆形截面形状(亦即，该长度自电导线贴附于该加热元件处延伸至电阻性热区)。更特别地，较佳之加热元件系在该加热元件长度的至少一部份可具有实质上卵形、圆形或其它圆形截面形状，例如，该加热元件长度的至少约10％、40％、60％、80％、90％或全长。该等杆状构形可提供较高区段模数(Section Moduli)，并因此可增进该加热元件的机械强度。
特别佳的加热元件亦可为集成元件(integral element)，亦即对于该加热元件全长的元件截面而言，该元件会是实心瓷质元件(非空心)。该等集成元件系不同于可在该元件的长度/截面的至少一部份包含空心(如，一或多个不存在瓷质组成物的缝隙)的元件。
本发明的加热元件可应用于广泛不同的额定电压，包含6、8、9、10、12、24、120、220、230与240伏特的额定电压。
本发明的加热元件亦可用于不同装置与加热系统的点火器。特别佳地，系提供包含此处所述之经烧结的(sintered)加热元件的加热系统。特定加热系统包含瓦斯烹调器具、用于商业大楼或居住建物的加热器具，包含热水器。本发明的加热元件亦可用于预热塞，如，用于燃烧引擎(combustion engine)。
如此处所用，『灌浆(slip casting)』意指将瓷质组成物倒入模具元件，随之自该模具收回成形元件的一般程序。
如此处所用，『射出成形(injection molded、injection molding)』或其它相似术语意指将材料(此处为瓷质或前瓷质材料)在压力下注射入或以其它方法倒入至该瓷质元件所欲形状之模具，随后放凉并移除该保留为模具复制品的固化元件的一般程序。
本发明其它面向于以下揭露。
附图说明
图1显示本发明较佳的加热元件；
图2A、图2B与图2C说明制造加热元件的较佳制程步骤；
图3A、图3B与图3C说明制造加热元件的较佳制程步骤；
图4A与图4B显示本发明更佳的加热元件，图4A为该加热元件的正面且图4B为该加热元件的相对反面；
图5A与图5B显示本发明较佳的加热元件系统。
主要元件符号说明
10加热元件 12、14导电区域
10A、12A、14A近端端点 16末稍区域
18核心绝缘区域 20灌浆模具
22加热元件体 24、26突出区域
28绝缘体 30导电组成物
30A、30B 导电区 32功能性加热元件
40导电性壳体 42加热元件体
46末稍近端端点 50加热元件系统
52、54、56绝缘区域 58、60导电区
62渐细端端点 x长度
y长度
具体实施方式
如上所述，系提供制备瓷质抗性加热元件的新方法，其包含：形成包括二个或更多个不同电阻率之区域之加热元件体，及加工该元件体的部分以形成加热元件。在较佳面向中，加工包括移除导电或绝缘区域的部分，由此定义电路，与提供功能性加热元件。
依图标，图1显示较佳的加热元件10，其包含提供电路与沿该元件长度延展的导电区域12与14。元件末稍区域16系逐渐缩减(截面面积逐渐减少)，而在该区域提供电阻性加热。核心绝缘区域18将导电区域12与14分开，并藉此定义电路。
在使用上，电力可透过导电区域12与14的近端端点12A与14A供给加热元件10(如，经由一或多个电导线，未图标)。电导线可经由例如焊接而贴附至近端端点12A与14A。该加热元件近端端点10A可适当的镶嵌至不同固定器，例如瓷质塑料密封材料包覆(encase)导电元件近端端点12A与14A处。该等以密封材料包覆系揭露于美国专利6933471。金属固定器亦可适用于包覆该加热元件近端端点。
图2A至图2C说明在截面(如沿着图1的2-2)中，本发明的方法的较佳加工步骤。
故，如图2A所示，灌浆模具20可用于一般所述的结构以提供杆状加热元件体22与反向突出区域24与26。在一系统中，灌浆模具20可填充绝缘瓷质组成物。硬质元件可藉由移除黏着剂而提供。
如图2B的大致说明，包覆的导电组成物30接着可沿灌浆绝缘区域28周围施与。该导电组成物30可经由，如，另一灌浆或其它方法如热镀而形成具有两个不同电阻率之区域(28、30)的加热元件22。
如图2C所示，接着可藉由例如机械加工移除突出区域24与26以定义电气路径并提供功能性加热元件32。该等元件体的加工可以在生胚状态或烧结状态的元件体中进行。故，藉由区域24与26的加工，特别是将其移除，绝缘体28将定义电气路径的导电区30A与30B分开为二区。在使用上，电流可经导电区30A与末端渐细的电阻性区域而流过加热元件的长度，并接着经导电区30B折返至该加热元件的长度。
图3A至图3C说明在截面(如沿着图1的2-2)中，本发明的方法的较佳加工步骤以提供具有多于两个不同电阻率区域(例如三个或更多个不同电阻率区域(如导体、绝缘体、电阻(热或点火)之不同电阻率与瓷质组成物区域)的加热元件。
故，如同上述关于图2A至图2C所讨论，且如图3A所示，灌浆模具可用于一般所述的结构以提供杆状加热元件体与反向突出区域24与26。在一系统中，灌浆模具20可填充绝缘瓷质组成物28。硬质元件可藉由移除黏着剂而提供。
如图3B的大致说明，包覆的电阻组成物30接着可沿灌浆绝缘区域周围施与以提供电阻壳(resistive shell)。该壳核心然后可填充绝缘组成物以提供绝缘区域28。该电阻组成物30可经由，如，另一灌浆或其它方法如热镀而施与。
因此，如图3B的大致说明，包覆的导电组成物31接着可沿电阻组成物层30周围施与。该导电组成物31可经由，如，另一灌浆或其它方法如热镀而形成具有三个不同电阻率之区域(28、30与31)的加热元件22。
如图2C与图3C所示，接着可藉由例如机械加工移除突出区域24与26以定义电气路径并提供功能性加热元件32。该等元件体的加工可以在生胚状态或烧结状态的元件体中进行。故，藉由区域24与26的加工，特别是将其移除，绝缘体28将定义电气路径的导电区30A与30B分开为二区。在使用上，电流可经导电区30A与末端渐细的电阻性区域而流过加热元件的长度，并接着经导电区30B折返至该加热元件的长度。
当特定具体例中灌浆可为制造加热元件的较佳方法时，其它成形方法亦可适当的应用，可为额外应用，亦可完全取代灌浆。例如，可应用挤压成形、射出成形及/或热镀而施加该瓷质组成物以形成加热元件体及成形的(功能性的)加热元件体。挤压成形以形成加热元件系揭露于国际公开WO 2006/050201。射出成形以形成加热元件系揭露于国际公开WO 2006/086227。
图4A与图4B描述加热系统元件可经由空铸制程(drain castingprocess)制备。特别是，图4A显示瓷质电阻性(热区或点火区)导电性壳体40的断面，其系经由空铸制程形成，如，将电阻性瓷质浆液注入至灌浆模具，且接着将该浆液自该模具注出，注出时间点为该浆液第一次注入该模具之后，少于5、4、3、2、1、0.5或0.25分钟后。接着干燥该余留的电阻性瓷质涂布层，并将绝缘性瓷质组成物注入灌浆模具内之壳体内。该两区域组成物体可隔夜干燥，并视需要以摇动(如，震动)辅助其自灌浆模具移除。依此所获得的加热元件体42(显示于图4B之截面)视需要可进一步干燥，如，在升高的温度如100至150℃下干燥1或更多小时。
导电区可并入瓷质体近端端点，如，自元件近端端点至元件末稍端点46热镀导电性瓷质组成物，以由此于该导电性外层之外定义该电阻性区面积。必要时，该三区或区域瓷质体可进一步干燥，如，在升高的温度如100至150℃中干燥1或多小时。
其它不同电阻率的区域亦可被包含至该加热元件体，如经由热镀或其它施加方法。例如，对某些系统，在电路路径的最导电部分及该路径的高度电阻性(热)区域之间，可期望其包含中间电阻之能源推进器(power booster)或增进区。该等中间电阻性的推进器区系叙述于Willkens的美国专利申请公开2002/0150851。
较佳推进器区会具有正温度系数电阻(positive temperaturecoefficient of resistance，PTCR)。较佳地，该推进区具有中间电阻，其可允许(i)电流有效率的流至该点火器热区，与(ii)在使用该点火器时，该推进器区域的部分电阻加热，虽然较佳的推进器区在使用点火器期间，并不会加热至如热区之高温。
使用期间，加热元件的复数电阻区系适当地存在有不同电阻与温度值。故，包含如推进器区的较佳系统中、第一导电区较佳展现有三区中最低的电阻，该推进器区则为相对较高电阻、该热区或点火器区则展现该点火器的最高电阻。
包括推进器之该等复数区系统，在使用期间典型展现类似之温度梯度。亦即，该导电区在使用期间将非实质上加热；该热区或点火器将加热至，例如，足以加热燃料的温度，如至少约1000℃；更典型的至少约1200℃、或1300℃；且该穿插的推进器区将典型地加热至下列范围的温度内：高于导电区至少约100、200、300或400℃，及低于热区至少约100、200、300或400℃。
在室温(ca.25℃)下，该导电区较佳会具有不超过该推进器区的室温电阻约50％、25％、10％或5％的电阻；且更佳为该导电区会具有不超过该推进器区的室温电阻约10％、5％或1％的电阻。在使用期间，该导电区应展现最小电阻加热。
在室温下，该推进器区较佳会具有不超过该热区室温电阻性约75％、50％、25％、10％或5％的电阻。然而，在使用期间，该热区的电阻可适当的超出该热区的操作温度电阻；举例言之，在操作温度(如，热区至少约1000℃至1100℃)下使用时，该推进器区的电阻可为该热区的操作温度电阻的至少约110％、120％、130％、140％、150％、160％、170％、180％、190％、200％、220％、250％、270％、300％的电阻。
在本发明的加热元件体中，该成形的复数区元件体接着可被加工而形成电路；特别是沿着瓷质体的长度，自该元件体的末稍近端端点46至该体末稍端点的电阻性区，移除导电区以藉此定义电气路径。烧结可于此种定义该电气路径之加工前或后进行。
图5A与图5B描述更佳的加热元件系统50，其中，绝缘区域52、54与56通过导电区58与60定义该描述的电气路径。电阻性加热发生在渐细端端部分62。
在此系统50中，导电区域形成元件50的内部，而外侧为绝缘体。定义所描述的弯曲电气路径之绝缘体52、54及56可藉由该外侧绝缘体的选择性机械加工而提供。其它非直线形电气路径，如圈状路径可用以延展该电路长度，并因此使该加热元件可在更高电压操作。
成形的加热元件可依需求而进一步加工；例如，外加的瓷质组成物可施加至该成形元件。故，举例言之，加热元件可如藉由以绝缘体组成物热镀进行包覆以增强该元件的电气路径的性能，藉此以防止相邻导电区域之间电弧放电(arcing)。若该加热元件系用于湿性燃料(如煤油、汽油、燃油等)，该种电弧放电会成为很大的困扰。施加外部绝缘体涂布层至该加热元件可显著降低此种电弧放电。
对于热镀施加，可适当应用该瓷质组成物的浆液或其它类似流体之组成物。该浆液可包括水及/或极性有机溶剂载体，如醇类等，与一或多种添加剂以帮助该施加的瓷质组成物形成均匀层；例如，该浆液组成物可包括一或多种有机乳化剂、塑化剂及分散剂。该等黏着剂材料可适当地在后续该加热元件的密化作用中被热移除。
另外，加热元件可包含外加功能如热耦合电路、火焰传感器或火焰整流器。
加热元件亦可包含不同瓷质组成物的电阻性加热区域；例如，加热元件可包括导电区域、热区域(电阻性加热)及绝缘区域(亦即三区域系统)，其中各个此等区域具有不同的瓷质组成物。
该成形的加热元件较佳为如在包含升温及升压的条件下进一步密化者。特别是，在形成之后，该加热元件可在单一或复数步骤的热处理中进行烧结。
在复数步骤流程中，经由灌浆或热镀步骤形成的加热元件可经第一次热处理以移除各种有机与无机载体材料，如在惰性气氛(inertatmosphere)如氩气中以1000℃以上之温度加热而移除黏着剂等。之后，该加热元件可在压力下在超过1600℃烧结0.5小时或更久。
如上论述，并藉由图式的加热元件作为示例，在某些较佳系统中，该加热元件长度的至少一实体部分，系沿着该加热元件长度至少一部分具有圆形截面形状，例如图1所示的长度x。图1的加热元件10描述特别佳的结构，其中，加热元件10对于该加热元件约全长具有实质圆形截面形状，以提供杆状元件。然而，较佳的系统亦包含仅在加热元件的一部分具有圆形截面形状者，例如在加热元件长度达约10、20、30、40、50、60、70、80或90％的部分(如图1所示加热元件的长度x)具有圆形截面形状者；在该等设计中，该加热元件长度的其余部分可具有外侧边缘轮廓。
本发明的加热元件的尺寸可`泛变化，且可基于该加热元件的预期用途而选择。例如，较佳的加热元件长度(图1的长度x)可适当为约0.5至约5cm或更长、更佳可为约1至约3cm，且该加热元件截面宽度可适当为约0.2至约3cm(图2c的长度y)。
在某些较佳系统中，本发明的加热元件的热区或电阻性区在额定电压(nominal voltage)下可加热至最大温度低于约1450℃，且在高端线路电压(high-end line voltage)，其约额定电压的110％下，可加热至最大温度低于约1550℃；而且在低端线路电压(low-end line voltage)，其约额定电压的85％下，可加热至最大温度低于约1350℃。
可运用不同组成物以形成本发明的加热元件。不同电阻的瓷质组成物系适当的应用以形成如上所述之加热元件。
在某些具体例中，若应用个别的瓷质组成物以形成热区区域，一般较佳的热区组成物包括(1)导电材料；(2)半导体材料；及(3)绝缘材料之至少三成分。导电区域(冷)与绝缘区域(热槽)可包括相同成分，但该成分以不同比例呈现。典型的导电材料包含，如，二硅化钼、二硅化钨、氮化物如氮化钛、及碳化物如碳化钛。典型的半导体材料包含碳化物如碳化硅(掺杂(doped)或未掺杂)与碳化硼。典型的绝缘体材料包含金属氧化物如氧化铝、或氮化物如AlN及/或Si3N4。
如此处所指，术语电性绝缘材料意指具有至少约1010 ohms-cm的室温电阻率的材料。本发明的加热元件的电性绝缘材料成分可为单一成分或主要包括一或多种金属氮化物及/或金属氧化物；或，该绝缘成分可包含该金属氮化物或金属氧化物之外的材料，例如，该绝缘材料成分可额外包含氮化物如氮化铝(AlN)、氮化硅、或氮化硼；稀土氧化物(如氧化钇)；或稀土氮氧化物。
如此处所指，半导体瓷质(或『半导体』)系具有介于约10至108ohms-cm间的室温电阻率的瓷质。若该半导体成分系存在超过热区组成物的约45v/o(当导电性瓷质系在约6至10v/o的范围中时)，该所得组成物对于高电压施加会变成太过导电(因缺乏绝缘体之故)。相反的，若该半导体成分系存在低于5v/o(当导电性瓷质系在约6至10v/o的范围中时)，该所得组成物会变成电阻性太高(因过多绝缘体之故)。又，在导体的较高程度，需要更多的绝缘体与半导体部分的电阻性混合物以达到所欲电压。典型地，该半导体系选自碳化硅(掺杂或未掺杂)与碳化硼所组成的群组的碳化物。
如此处所指，导电性材料为具有低于10-2 ohms-cm的室温电阻率者。若该导电性成分系存在超过热区组成物的35v/o，该所得热区组成物的瓷质会变成太过导电。典型地，该导体系选自由二硅化钼、二硅化钨、氮化物如氮化钛、及碳化物如碳化钛所组成的群组。一般以二硅化钼为较佳。
一般而言，若应用适当的热(电阻性)区组成物包含(a)具有至少约1010 ohm-cm电阻率，介于约50至约80v/o的电性绝缘材料；(b)具有约10至约108 ohm-cm的电阻率，介于约5至约45v/o的半导体材料；(c)具有低于约10-2 ohm-cm的电阻率，介于约5至约35v/o的金属导体。较佳为，该热区包括50至70v/o电性绝缘瓷质、5至45v/o的半导体瓷质、与5至20v/o的导电性材料。
较佳冷区(导电性)区域包括该等由如AlN及/或Al2O3或其它绝缘材料组成者；SiC或其它半导体材料；以及MoSi2或其它导电性材料。
若应用于加热元件，较佳推进器区组成物可包括与该导电性及热区区域组成物相同之材料，例如，较佳推进器区组成物可包括，如AlN及/或Al2O3，或其它绝缘材料；SiC或其它半导体材料；以及MoSi2或其它导电性材料。推进器区组成物典型会具有相当百分比的导电性材料与半导体材料(如SiC与MoSi2)，其系介于该等材料于热区与冷区组成物之百分比之间。较佳的推进器区组成物包括约60至70v/o之氮化铝、氧化铝、或其它绝缘体材料；与约10至20v/o之MoSi2或其它导电性材料，及其余的半导体材料如SiC。特别佳的用于本发明点火器的推进器区组成物包含14v/o MoSi2、20v/o SiC与其余的v/o Al2O3。特别佳的用于本发明点火器的推进器区组成物包含17v/o MoSi2、20v/o SiC与其余的v/o Al2O3。复特别佳的用于本发明点火器的推进器区组成物包含14v/o MoSi2、20v/o SiC与其余的v/o AlN。复又特别佳的用于本发明点火器的推进器区组成物包含17v/o MoSi2、20v/o SiC与其余的v/oAlN。
本发明的加热元件可多方应用，包含气相燃料点火应用如暖炉与烹饪设备、壁炉、炉头(stove tops)。特别是，本发明的加热元件可用做瓦斯炉头燃烧器与瓦斯暖炉的点火源。
本发明的加热元件亦特别适用于被汽化与点燃的液态(湿性)燃料(如煤油、汽油)之点火用，例如供车辆进一步加热的车辆(如汽车)加热器。
本发明的加热元件亦适用于预热塞，如，机动车辆(motor vehicle)的点火源。
本发明的加热元件亦有用于其它特殊应用，包括，红外线加热器用的加热元件。
下列非限制性之实施例系用以描述本发明。所有的参考文献之文件皆以引用方式将全部内容并入本发明。
实施例1：加热元件的制备
图1所显示之本发明加热元件的一般结构可依下列方法制备。
绝缘体组成物(90体积％Al2O3与约10体积％MoSi2)的粉末与去离子水、柠檬酸与2重量％环氧树脂黏着剂混合。该组成物可球磨6至8小时。
将该绝缘体组成物注入至如图2A所描绘的灌浆铸模中。该组成物可在模具中置放隔夜，接着可自该模具中移出成形的元件体，该移出的元件体在140℃干燥1小时。
用于热镀的导电性瓷质组成物系藉由混合瓷质粉末(63体积％Al2O3、约30体积％MoSi2、与7体积％SiC)与水及环氧树脂黏着剂而制备。
该成形的绝缘体元件接着可以导电性瓷质组成物热镀。具有不同电阻率的两个瓷质区域的经涂布元件体接着在140℃干燥1小时。
该元件体接着在加压下于1500至1600℃烧结。
接着，藉由机械研磨移除该突出的『耳朵』部分(图2B的区域24与26)以定义电路，并提供图1与图2C所示之一般结构的功能性加热元件。
接着，电导线可经由焊接而贴附至加热元件近端端点的导电区域。
实施例2：以空铸法(drain casting)制备加热元件
图4A与图4B所显示之本发明加热元件的一般结构可依下列方法制备。
电阻性瓷质组成物可藉由混合瓷质粉末(63体积％Al2O3、约22体积％MoSi2、与5体积％SiC)与水与环氧树脂黏着剂而制备。将该组成物注入灌浆模具，注入后约5秒内，倒置该灌浆模具以移除该导电性组成物并于模具壁上留下该瓷质组成物的皮层。
将绝缘体组成物(90体积％Al2O3与10体积％MoSi2)之粉末与去离子水、柠檬酸与2重量％环氧树脂黏着剂混合。将该组成物注入带有瓷质组成物内皮层的灌浆铸模。
将该绝缘体组成物注入如图2A所描绘形状的灌浆铸模。可使该组成物于模具中置放隔夜，接着可自该模具中移出成形的元件体，该移出的元件体在140℃干燥1小时。
将该二区域复合体干燥一夜，接着震荡该模具而自灌浆模具移出。依此获得的加热元件体在140℃干燥1小时。
用于热镀的导电瓷质组成物系藉由混合瓷质粉末(63体积％Al2O3、约30体积％MoSi2、与7体积％SiC)与水与环氧树脂黏着剂而制备。
将该导电区组成物并入瓷质体近端端点，直到在元件的末稍端点定义该元件的电阻性区域。该三区瓷质体在140℃干燥1小时后在1730℃烧结。
接着加工经烧结的三区元件体以形成电路，特别藉由沿着该瓷质体的长度，自该体末稍近端端点至该体的末稍端点的电阻性区，将导电区移除；藉此定义电气路径。
接着，电导线可经由焊接而贴附至加热元件近端端点的导电区域。
藉由参考其特定具体例，已详细说明本发明；然而熟习此技艺之人士将可了解，依此处所揭露者，亦可在本发明之精神与范畴内进行修改与改良。
Claims (24)
1、一种制造电阻性瓷质加热元件的方法，包括：
形成包括具有二个或更多个不同电阻率区域的加热元件体；与加工该元件体的一部分以形成加热元件。
2、如权利要求1所述的方法，其中，该加工定义该加热元件的电气路径。
3、如权利要求1或2所述的方法，其中，该加工包括移除该元件体的一或多个部分。
4、如权利要求1或2所述的方法，其中，该加工包括移除该加热元件体的一或多个突出区段。
5、如权利要求4所述的方法，其中，该移除包括移除该加热元件体的两个相反区段。
6、如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该元件体包括三或更多个不同电阻率的区域。
7、如权利要求6所述的方法，其中，该加热元件体包括绝缘体区、导电区与电阻性(点火)区。
8、如权利要求6所述的方法，其中，该加热元件体包括绝缘体区、导电区、推进器区与电阻性(点火)区。
9、如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，该加热元件体包括穿越该加热元件截面的不同电阻率的区域。
10、如权利要求1所述的方法，其中，该加热元件体包括内部绝缘体区域与外部导电区域。
11、如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，该加热元件体至少一部份以灌浆法形成。
12、如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，该加热元件体至少一部份以热镀法形成。
13、如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，该加热元件体在该加热元件体长度的至少一部份具有实质上为圆形截面形状的区段。
14、如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，该加热元件体为集成元件。
15、一种制造电阻性瓷质加热元件的方法，包括：
将瓷质材料灌浆以形成加热元件体，
将该元件体的一部分加工以形成加热元件。
16、如权利要求15所述的方法，其中，该灌浆包括沉积至少两种不同瓷质材料以形成加热元件体。
17、如权利要求15或16所述的方法，其中，该加工定义该加热元件的电气路径。
18、如权利要求15至17中任一项所述的方法，其中，该加工包括移除该加热元件体的一或多个部分。
19、一种瓷质加热元件，可根据权利要求1至18中任一项所述的方法获得。
20、一种加热元件体，包括(i)二个或更多个具有不同电阻率的区域，与(ii)一个或多个突出区段。
21、如权利要求20所述的加热元件体，其中，该加热元件体包括内部绝缘体区域与外部导电区域。
22、一种点燃气态燃料的方法，包括施加电流以穿越如权利要求19所述的加热元件。
23、如权利要求22所述的方法，其中，该电流具有6、8、9、10、12、24、120、220、230或240伏特的额定电压。
24、一种加热设备，其包括如权利要求19所述的加热元件。
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