CN103781209A

CN103781209A - 一种应用化学气相沉积技术的纳米电热板及其制造方法

Info

Publication number: CN103781209A
Application number: CN201210395154.6A
Authority: CN
Inventors: 张树华; 黄金娣
Original assignee: GUANGDONG SIHUI INSTRUMENT TRANSFORMER WORKS CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG SIHUI INSTRUMENT TRANSFORMER WORKS CO Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明提供一种应用化学气相沉积技术的纳米电热板及其制造方法，属于P或N型半导体发热技术范畴。主要原料包括：四氯化锡、四氯化钛、三氯化钛、三氯化铁、三氯化锑、二氯化钙、氯化钾、氯化镉、二氧化锡、氢氟酸、硼酸、乙醇、异丙醇和纯水。按一定重量百分比量取上述材料搅拌加热，制成电热纳米膜溶液，应用化学气相沉积技术将溶液喷雾在纳米电热板上就成为纳米电热板半成品，在纳米电热板涂上氧化银浆经烧结还原为银电极就形成了纳米电热板成品，工艺简单、节能环保、成本低，可制成不同功率的纳米电热板加热装置，最高工作温度可达到500℃，应用广泛、使用安全，还具有远红外辐射功能，有益于人身健康。

Description

一种应用化学气相沉积技术的纳米电热板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种应用化学气相沉积技术的纳米电热板及其制造方法，属于P或N型半导体发热技术范畴。

背景技术

纳米电热板作为一种面电阻发热元件，其电热转换效率高达95％以上，加热速度快，受热均匀，同时具有远红外辐射加热功能。以公开号为CN1529534A的发明专利公开了一种电热膜及其制造方法，该电热膜处理液配比(质量百分比)为：A：四氯化锡，40～50；B：三氯化钛，30～40；C：三氯化锑，0.1～0.3；D：二氯化钙，0.1～0.3；E：异丙醇，2～3；F：乙醇，10～13；G：纯水，2～5。其不足之处是最高工作温度仅仅为450℃，应用范围相对比较狭窄，且这种电热膜制造过程中需要多次重复喷入电热膜处理液，工程繁琐、常温电阻大、效率低。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题是：针对现有电热板及其制造过程存在的问题，提供一种工作效率高、受热均匀、升温快而高、应用广泛的纳米电热板，其工艺简单、操作方便、使用安全、成本低。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下的技术方案实现的。

本发明电热纳米膜溶液配方按重量百分比为：

A：四氯化锡 5.5～17

B：四氯化钛 2.2～8.9

C：三氯化钛 2.2～8.9

D：三氯化铁 22～50

E：三氯化锑 0.55～0.9

F：二氯化钙 0.55～0.9

G：氯化钾 1～4.5

H：氯化镉 2.2～8.9

I：二氧化锡 3.2～11

J：氢氟酸 3.2～8.9

K：硼酸 0.2～1.1

L：乙醇 5.5～17

M：异丙醇 4.3～8.9

N：纯水 22～50

按重量百分比量取上述原料搅拌加热，制成电热纳米膜溶液，应用化学气相沉积技术将溶液负压喷雾在纳米电热板表面，然后在纳米电热板半成品的任意两对边距离边缘15mm的位置表面涂上氧化银浆，送入电极加热炉经300～550℃烧结，使氧化银浆完全还原成银电极与电热纳米膜层熔合一体即成为纳米电热板成品。

上述纳米电热板的制造方法如下：

1.电热纳米膜溶液的制造：

按重量百分比量取四氯化锡、四氯化钛、三氯化钛、三氯化铁、三氯化锑、二氯化钙、氯化钾、氯化镉、二氧化锡、氢氟酸、硼酸、乙醇、异丙醇和纯水放入混合加热机的容器里搅拌加热到60～80℃，且搅拌均匀，使溶质完全溶解于溶剂中，然后在一定条件下使之冷却到-2～0℃，经过滤便得到电热纳米膜溶液。

2.纳米电热板半成品的制造：

在加热炉内加热使炉温升至为500～850℃，纳米电热板放进炉内加热，应用化学气相沉积技术将溶液喷雾在纳米电热板表面使之形成一层P或N型多晶态半导体薄膜，此时纳米电热板半成品就制造出来了。

3.纳米电热板成品的制造：

在上述纳米电热板的半成品的任意两对边距离边缘15mm的位置表面涂上氧化银浆，送入电极加热炉经300～550℃烧结，使氧化银浆完全还原成银电极与电热纳米膜层熔合一体即成为纳米电热板成品，该层状银电极的厚度很薄，其单位为微米量级，宽约为10mm。

本发明纳米电热板为普通玻璃、普通陶瓷、搪瓷、云母、石英玻璃、微晶玻璃、微晶陶瓷或碳化硅，其选择丰富多样。

本发明所述化学气相沉积技术是在负压情况下将电热纳米膜溶液一次性喷雾到纳米电热板表面，电热纳米膜溶液在高温条件下完全汽化并发生化学反应，产生化学气相沉积现象，在纳米电热板表面沉积产生晶粒形成一层P或N型多晶态半导体薄膜。

本发明工艺简单、操作方便、成本低，可根据要求通过串并联的方法制成各种不同功率的纳米电热板加热装置，最高工作温度能达到500℃，功率密度可做成0.1～20W/cm²的任意值，本发明健康、安全、高效，节能、应用广泛，应用本发明纳米电热板制成的各类加热装置无冲击电流，电压适用于3～380V的交直流电源，应用化学气相沉积技术使纳米电热板与电热纳米膜之间以化学键的形式结合为一体，无脱落之忧虑，且纳米电热板的物理化学性能稳定、耐湿、耐腐蚀、无毒、无有害辐射、无污染、不产生明火，工作时间累计6000小时内膜层稳定。

附图说明

图1为本发明应用化学气相沉积技术的纳米电热板示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明作进一步详细描述：

1.按比例量取四氯化锡、四氯化钛、三氯化钛、三氯化铁、三氯化锑、二氯化钙、氯化钾、氯化镉、二氧化锡、氢氟酸、硼酸、乙醇、异丙醇和纯水放入混合加热机的容器里搅拌加热到60℃，且搅拌均匀，使溶质完全溶解于溶剂中，然后在一定条件下使之冷却到0℃，经过滤得到电热纳米膜溶液。

2.取用炉芯为碳化硅，加热功率为13kW，炉温为700℃的加热炉，把纳米电热板1(微晶玻璃)放进炉内加热至700℃，应用化学气相沉积技术将溶液喷雾在纳米电热板1表面使之形成一层薄膜4，即为纳米电热板半成品。

本发明纳米电热板为普通玻璃、普通陶瓷、搪瓷、云母、石英玻璃、微晶玻璃、微晶陶瓷或碳化硅，其选择丰富多样。本发明所应用的化学气相沉积技术是在负压情况下将溶液一次性喷雾到纳米电热板1表面上，电热纳米膜溶液在高温条件下完全汽化并发生化学反应，产生化学气相沉积现象，在纳米电热板1表面沉积产生晶粒形成P或N型多晶态(多晶氧化物包括二氧化锡、三氧化锑、硼酸等)P或N型半导体薄膜4。

3.在上述纳米电热板半成品的任意两对边距离边缘15mm的位置表面涂上氧化银浆并送入电极加热炉加热升温至300～550℃烧结，使氧化银浆完全还原成银电极2与电热纳米膜层熔合一体即成为纳米电热板成品，该层状银电极的厚度很薄，其单位为微米量级，宽约为10mm。

4.通过测试，本发明主要需要测试纳米电热板成品的常温电阻，常温电阻在1～1000Ω即为合格。

本发明电热纳米膜成品接电方法：将电热纳米膜的两端银电极2通过电极引线3接入电热装置的电源中接通电源就可以直接通电发热了，电极接线不分正负、交直流电均可，电压可以是3～380v中的任意值。

本发明应用广泛，无论在工业、农副业还是家电上都可以做成各种各样的加热装置，如热水器、淋浴器、锅炉、电炉、电热板、电暖气、化工、医药。因其具有远红外辐射功能，对人身健康还是农副产品都具有正面作用。

Claims

1.一种应用化学气相沉积技术的纳米电热板及其制造方法，所述的电热纳米膜溶液配方按重量百分比为：

A：四氯化锡 5.5～17

B：四氯化钛 2.2～8.9

C：三氯化钛 2.2～8.9

D：三氯化铁 22～50

E：三氯化锑 0.55～0.9

F：二氯化钙 0.55～0.9

G：氯化钾 1～4.5

H：氯化镉 2.2～8.9

I：二氧化锡 3.2～11

J：氢氟酸 3.2～8.9

K：硼酸 0.2～1.1

L：乙醇 5.5～17

M：异丙醇 4.3～8.9

N：纯水 22～50。

2.根据权利要求1所述纳米电热板制造的步骤为：

1)电热纳米膜溶液的制造：

按重量百分比量取四氯化锡、四氯化钛、三氯化钛、三氯化铁、三氯化锑、二氯化钙、氯化钾、氯化镉、二氧化锡、氢氟酸、硼酸、乙醇、异丙醇和纯水放入混合加热机的容器里搅拌加热到60～80℃，且搅拌均匀，使溶质完全溶解于溶剂中，然后在一定条件下使之冷却到-2～0℃，经过滤便得到电热纳米膜溶液；

2)纳米电热板半成品的制造：

在加热炉内加热使炉温升至为500～850℃，纳米电热板放进炉内加热，运用化学气相沉积技术将溶液喷雾在纳米电热板表面使之形成一层P或N型多晶态半导体薄膜，此时纳米电热板半成品就制造出来了；

3)纳米电热板成品的制造：

在步骤1)的纳米电热板半成品的任意两对边距离边缘15mm的位置表面涂上氧化银浆并送入电极加热炉经300～550℃烧结，使氧化银浆完全还原成银电极与电热纳米膜层熔合一体即成为纳米电热板成品，该层状银电极的厚度很薄，其单位为微米量级，宽约为10mm。

3.根据权利要求2所述纳米电热板的制造方法，其特征在于：所述的化学气相沉积技术是在负压情况下将电热纳米膜溶液一次性喷雾到纳米电热板表面，电热纳米膜溶液在高温条件下完全汽化并发生化学反应，产生化学气相沉积现象，在纳米电热板表面沉积产生晶粒形成P或N型多晶态半导体薄膜。