CN103139947A - 超大功率密度高效能电加热陶瓷发热体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电发热体，尤其涉及一种超大功率密度高效能电加热陶瓷发热体。一种功率密度最高可达120W/cm2的电发热体，该发热体以高导热陶瓷为基材，采用钨、钼、钨钼合金或石墨做导电发热材料，具有超大功率密度、优良的抗热震性能、极高的工作温度、优异的化学稳定性、环境友好等优点。

Description

超大功率密度高效能电加热陶瓷发热体
技术领域
本发明涉及一种电发热体，尤其涉及一种超大功率密度高效能电加热陶瓷发热体。
一种功率密度最高可达120W/cm2的电发热体，该发热体以高导热陶瓷为基材，采用钨、钼、钨钼合金或石墨做导电发热材料，具有超大功率密度、优良的抗热震性能、极高的工作温度、很好的化学稳定性、环境友好等优点。
背景技术
自从人类发明并掌握了电力的应用，电发热技术就一路伴随人类文明的进步不断发展，与人们的生活息息相关。但是，在电发热材料方面长久以来一直是电热合金牢牢地占据着霸主地位，迄今为止铁铬铝、镍铬是最常用的电热合金。尽管曾有过许多电发热材料昙花一现地展现出它们的迷人之处，可迄今为止电热丝仍以其技术成熟、性能稳定、规模成本低……等优点，牢牢地占据着霸主地位。
铁铬铝和镍铬电热合金最大的弱点是抗氧化能量很弱，尤其是高温抗氧化能力特别弱，在一些强氧化环境中使用，必须添加防护措施；电热合金的电热转换效率普遍较低，通常在85～87％之间，最高也仅能达到93％左右；到目前为止，电热合金的应用主要以电热丝为主——即线发热，热量向外扩散受到严重阻碍，热传导损失很大：一方面浪费了热能量，另一方面使得电热丝本身的温度更高，加剧了电热丝的氧化和衰退。
本发明的高效能电加热陶瓷发热体将电热丝的线发热改为体发热，大幅度提升了功率密度；最高工作温度可达2,200℃；抗热震性能良好，可耐1,000℃热冲击；具有良好的化学稳定性，耐强酸强碱腐蚀。
发明内容
本发明采用氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化铝陶瓷、赛隆陶瓷(SiAlON)……等高导热陶瓷做基质，内部复合钨、钼、石墨……高温电热材料，利用钼金属作为电极引线，制作成为超大功率密度高效能电加热陶瓷发热体。
钨和石墨在无氧条件下可以稳定工作在2,000℃以上的高温，钼电极最高工作温度可达2,500℃，采用氮化环境或无氧环境高温、高压烧结，可以使得陶瓷发热体内部的电热材料处于真空或无氧条件，从而保证电热材料稳定工作；高导热陶瓷的最大特点是导热性能非常好，其导热系数至少在30W/m·k以上，最高可达260W/m·k，保证电热材料所产生的热量可以迅速传导到发热体的外表面，实现最大功率密度120W/cm2的超大功率密度，同时具有良好的抗热震性能——可耐1,000℃热冲击。
为了加大发热体向外散热面积，产品的形状以矩形扁平状(平板)为佳；除特殊要求外，尽量避免圆柱体或球体的结构。
附图说明
图1：内部结构示意图
图2：电极及外观示意图
具体实施方式
实施例一：
以氧化铝陶瓷做基材。采用干压或挤压成型工艺，先按成品厚度的一半成型载体，在成型的载体上刻槽嵌入钨丝或丝印掺杂石墨发热体，再干压或挤压成型另一半载体，将发热体内嵌在载体的中间，在热等静压烧成炉中进行烧结。
氧化铝陶瓷配方：煅烧Al2O3，93.5％；SiO2，1.28％；CaCO3，3.25％；1#苏州土，1.29％。
粉体颗粒大于60μm、介于60～200目之间可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。
实施例二：
以氮化硅陶瓷做基材。采用干压或挤压成型工艺，先按成品厚度的一半成型载体，在成型的载体上刻槽嵌入钨丝，再干压或挤压成型另一半载体，将发热体内嵌在载体的中间，在热等静压烧成炉中进行烧结。
氮化硅陶瓷配方：Si3N4，94％；Al2O3，1.5％；Y2O3，3.5％；La2O3，1％。
粉体颗粒大于60μm、介于60～200目之间可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。
实施例三：
以氮化铝陶瓷做基材。采用干压或挤压成型工艺，先按成品厚度的一半成型载体，在成型的载体上刻槽嵌入钨丝，再干压或挤压成型另一半载体，将发热体内嵌在载体的中间，在热等静压烧成炉中进行烧结。
化学组成Al 65.81％，N 34.19％，比重3.261g/cm3，白色或灰白色，单晶无色透明，常压下的升华分解温度为2,450℃。为一种高温耐热材料。热膨胀系数4.0-6.0×10-6℃。多晶AlN热导率达260W/m·k，耐热冲击好，能耐2,200℃的极热。
粉体颗粒大于60μm、介于60～200目之间可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。

Claims (6)

1.一种超大功率密度高效能电加热陶瓷发热体。其特征是：采用氧化铝(Al2O3)陶瓷、氮化硅(Si3N4)陶瓷、赛隆(SiAlON)陶瓷、氮化铝(AlN)陶瓷等高导热陶瓷做载体基材，利用钨(W)、钼(Mo)、钨钼合金(W-Mo alloy)、石墨(C)为发热体，将发热体内嵌到载体内部，保证发热体工作在真空/无氧条件下，从而实现超大功率密度的高效能电加热陶瓷发热体，功率密度最高可达120W/cm2，最高工作温度2,200℃，可耐1,000℃热冲击。
2.按照权利要求1所述的高导热陶瓷做载体基材。其特征是：高导热陶瓷可以是氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、赛龙陶瓷、氮化铝陶瓷中的一种或数种的组合。
3.按照权利要求1所述的高导热陶瓷载体采用干压或者挤压工艺成型。其特征是：粉体颗粒大于60μm、介于60～200目之间，可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。
4.按照权利要求1所述的载体采用两次甚至多次成型。其特征是：采用干压或挤压成型工艺，先按成品厚度的一半成型载体，在成型的载体上刻槽嵌入钨丝、钨钼合金丝或丝印掺杂石墨发热体及钼丝电极引线，再干压或挤压成型另一半载体，将发热体内嵌在载体的中间。
5.按照权利要求1所述的载体成型完成后，进行高温烧结。其特征是：在热等静压烧成炉或真空压力烧成炉中烧结。
6.按照权利要求1所述的电极引线采用钼材料。其特征是：使用钼丝作为内部发热体的引出线，外部电极可以根据产品的使用条件，分别采用钼、镍、铜……等材料制作，外部电极与发热体的引出线之间，采用焊接工艺进行连接。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108512030A (zh) * 2017-02-24 2018-09-07 中国科学院半导体研究所 激光发射装置
CN108863399A (zh) * 2018-07-26 2018-11-23 深圳市东川技术研究有限公司 赛隆电加热新材料的烧结工艺
CN109219165A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 香港理工大学 一种用于热压印的石墨涂层曲线加热装置及制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133557A (en) * 1995-01-31 2000-10-17 Kyocera Corporation Wafer holding member
CN101860993A (zh) * 2009-04-09 2010-10-13 陈建中 Mch共烧陶瓷发热基板及其制备方法
CN201937866U (zh) * 2010-11-26 2011-08-17 登电集团铝加工有限公司 真空加热棒

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133557A (en) * 1995-01-31 2000-10-17 Kyocera Corporation Wafer holding member
CN101860993A (zh) * 2009-04-09 2010-10-13 陈建中 Mch共烧陶瓷发热基板及其制备方法
CN201937866U (zh) * 2010-11-26 2011-08-17 登电集团铝加工有限公司 真空加热棒

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108512030A (zh) * 2017-02-24 2018-09-07 中国科学院半导体研究所 激光发射装置
CN109219165A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 香港理工大学 一种用于热压印的石墨涂层曲线加热装置及制造方法
CN108863399A (zh) * 2018-07-26 2018-11-23 深圳市东川技术研究有限公司 赛隆电加热新材料的烧结工艺

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