CN102685943A - 一种高效节能新型纳米材料电热膜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效节能新型纳米材料电热膜，其组成配比（质量百分比）为：四氯化锡10~25、四氯化镍2~8、氧化铁10~20、四氯化钛5~10、氯化钠2~5、二氧化锡10~15、盐酸5~10、丙三醇5~15、离子水、20~40经高速混合搅拌加热，制成电热膜处理液，接着利用PVD技术将电热膜处理液沉积在基材上形成纳米电热膜，然后在纳米电热膜半成品两端涂上氧化银浆经烘烧即为纳米电热膜成品；其工作温度高，应用范围广，寿命长，性价比高，效率高且制造方法简单。

Description

一种高效节能新型纳米材料电热膜

技术领域

本发明涉及高效节能新型纳米材料发热体的的研发，属于半导体发热技术领域。

背景技术

纳米电热膜发热体属于面状发热，其电热效率比普通电阻式发热体高约30%，加热速度快，同时具有远红外辐射加热功能，具有理疗功效；但其它发明的电热膜普遍存在三个问题：1.电热膜与基材之间结合不是很好，使用时间稍长容易产生脱膜现象；2.电热膜制作工艺流程复杂或使用价格昂贵的原材料，性价比不高；3.市场上绝大多数的电热膜仅达到微米级水平，其工作温度及工作电压的限制较多，应用范围较窄。由这三方面的缺陷导致电热膜在性能与推广造成一定的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述电热膜及其制造方法存在的问题，提供一种工作温度高，应用范围广，交直流电源均可使用，寿命长，性价比高，效率高且制造方法简单的办法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高效节能新型纳米材料电热膜，其组成配比（质量百分比）为：

四氯化锡         10~25

四氯化镍         2~8

氧化铁           10~20

四氯化钛         5~10

 氯化钠           2~5

二氧化锡         10~15

盐酸             5~10

丙三醇           5~15

离子水          20~40。

采用上述配方经高速混合搅拌加热，制成电热膜处理液，接着利用PVD技术将电热膜处理液沉积在基材上形成纳米电热膜，然后在纳米电热膜半成品两端涂上氧化银浆经烘烧形成电极后即为纳米电热膜成品。

一种制备上述高效节能新型纳米材料电热膜的方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）电热膜处理液制作

     按照上述比例取四氯化锡、四氯化镍、氧化铁、四氯化钛、氯化钠、二氧化锡、盐酸、丙三醇和离子水放入高速混合加热机高速混合，并加热温度至45~60°C，混合搅拌均匀，使固体全部溶解，经过滤即得到电热膜的处理液；

（2）PVD制膜

 利用PVD技术将纳米电热膜处理液在真空值为95.0×10－2－100.0×10－2Pa条件下沉积在基材上，所得沉积产物即为纳米电热膜半成品；

（3）纳米电热膜成品制作

在上述纳米电热膜半成品两端涂上氧化银浆，然后移送到电极加工炉经

300~500℃烘烤后，使氧化银完全还原成银并与电热膜两端熔合一体形成层状电极，所得产品即为纳米电热膜成品。

所述步骤（2）的PVD技术是指在95.0×10－2－100.0×10－2Pa真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使电热膜处理液蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在基材上，形成纳米电热膜，通过测试合格后即为纳米电热膜半成品。

本发明原料为市场所购，所述纳米电热膜载体（基材）为云母、石英玻璃、微晶玻璃、普通陶瓷、微晶陶瓷、氮化铝陶瓷等各种基材，具有很大的选择性。

本发明的有益效果是：本发明原料廉价、制造工艺简单，利用PVD镀膜持有很高附着力和耐久力，不会发生脱落现象，耐用性强。根据布朗运动的定义：颗粒体积愈小，发生撞击的不平衡的可能性愈大，布朗运动就愈急剧，由于所得电热膜为纳米级，在通电下能够急剧的布朗运动快速产生热与远红外辐射，电热效率可达95%以上。总体来说，由本发明制成的纳米电热膜加热装置电热效率高，升温快，节能、环保，适用范围广；纳米电热膜膜自身熔点高达1000℃，纳米电热膜是无毒性物质，无磁场辐射，零污染，纳米电热膜发热板使用过程无发红，灼热现象，物理和化学性能稳定，热稳定性、耐酸碱性、耐磨性好，寿命长，适用范围，交直流电源均可使用，高低电压均可使用，6~380V。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明第一种实施方式如下，如图1所示：

（1）按照各组分的质量百分比，取四氯化锡25、四氯化钛5、四氯化镍5、氧化铁20、氯化钠2、二氧化锡10、盐酸8、丙三醇5和离子水20放入高速混合加热机混合加热至50℃，搅拌均匀，使固体原料全部溶解，经过滤后即得电热膜外理液；

（2）利用PVD技术将纳米电热膜处理液在真空值为95.0×10－2－100.0×10－2Pa条件下沉积在基材1上，所得沉积产物即为纳米电热膜半成品；

本发明原料为市场所购，所述基材为云母、石英玻璃、微晶玻璃、普通陶瓷、微晶陶瓷、氮化铝陶瓷、碳化硅等各种电介质，具有很大的选择性。本发明所述PVD技术是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使电热膜处理液蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上，形成纳米电热膜2；上述测试是测纳米电热膜半成品的常温电阻，常温电阻在1~1000Ω即为合格品；

（3）在上述纳米电热膜半成品两端表面涂上氧化银浆，送入电极加工炉经400℃烘烤后，使氧化银完全还原成银并与电热膜两端熔合一体形成层状电极3，所得产品即为纳米电热膜成品，电极3在通过导线4与电源连接。

本发明第二种实施方式：

取（各组分按质量百分比）四氯化锡20、四氯化钛3、四氯化镍7、氧化铁25、氯化钠2、二氧化锡15、氢氟酸8、丙三醇5和离子水20，采用第一种实施方式中的制作工艺制得符合要求的纳米电热膜成品，本实施例中混合加热温度为60℃。

以上所述的具体实施例，仅为本发明较佳的实施例而已，举凡依本发明申请专利范围所做的等同设计，均应为本发明的技术所涵盖。

Claims (3)

1.一种高效节能新型纳米材料电热膜，其组成成分的质量百分比为：

四氯化锡         10~25

四氯化镍         2~8

氧化铁           10~20

四氯化钛         5~10

氯化钠           2~5

二氧化锡         10~15

盐酸             5~10

丙三醇           5~15

离子水          20~40。

2.一种制备上述高效节能新型纳米材料电热膜的方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）电热膜处理液制作

按照上述比例取四氯化锡、四氯化镍、氧化铁、四氯化钛、氯化钠、二氧化锡、盐酸、丙三醇和离子水放入高速混合加热机高速混合，并加热温度至45~60°C，混合搅拌均匀，使固体全部溶解，经过滤即得到电热膜的处理液；

（2）PVD制膜

利用PVD技术将纳米电热膜处理液在真空值为95.0×10－2－100.0×10－2Pa

条件下沉积在基材上，所得沉积产物即为纳米电热膜半成品；

（3）纳米电热膜成品制作

在上述纳米电热膜半成品两端涂上氧化银浆，然后移送到电极加工炉经300~500℃烘烤后，使氧化银完全还原成银并与电热膜两端熔合一体形成层状电极，所得产品即为纳米电热膜成品。

3.根据权利要求2所述制备上述高效节能新型纳米材料电热膜的方法，其特征是， 所述步骤（2）的PVD技术是指在95.0×10－2－100.0×10－2Pa真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使电热膜处理液蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在基材上，形成纳米电热膜。