CN103889082A - 快速升温陶瓷加热棒及其制备方法 - Google Patents

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党桂彬
冯江涛
杨世养
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Abstract

本发明涉及加热棒技术领域，尤其是一种快速升温陶瓷加热棒，包括加热棒本体，加热棒本体内部为发热电路，外部设有绝缘层，所述加热棒本体发热端和主体端非中空，且采用非等径设计。本发明优选注射成型坯体，点胶机旋转绘制发热电路，提拉法涂覆绝缘层，最后高温共烧结技术进行制备加热棒。本发明采用分段非等径设计，可以满足快速升温要求，以满足产品总体强度要求，保证后续产品的装配和使用，发热电路采用点胶机将发热浆料直接旋转绘制在非等径的坯体上，提拉法涂覆绝缘层，相对于传统陶瓷加热棒的生产工艺，采用该工艺简单方便，精密快速。

Description

快速升温陶瓷加热棒及其制备方法
技术领域
本发明涉及加热棒技术领域，尤其是一种快速升温陶瓷加热棒及其制备方法。
背景技术
传统陶瓷加热棒大多采用等径圆柱设计，如图1所示。生产工艺上普遍采用流延成型，厚膜丝网印刷发热电路，高温共烧结技术进行生产。该产品需要在一定功率下快速升温时，必须尽可能的减少等径圆柱的直径以提高升温速度。但是当直径小于2.5mm时，传统生产工艺难以实现，同时直径太小造成产品强度大幅度降低，不能满足后续装配和使用要求。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供了一种快速升温陶瓷加热棒及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种快速升温陶瓷加热棒，包括加热棒本体，加热棒本体内部为发热电路，外部设有绝缘层，所述加热棒本体发热端和主体端非中空，且采用非等径设计。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述发热端直径小于等于2.0mm。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述主体端直径大于等于3.0mm。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所示发热电路的发热线路端呈多道弯折的线状。
一种制备快速升温陶瓷加热棒的方法，其步骤如下：
（1）将热塑性有机粘结剂按以下过程制备：按照石蜡：热塑性树脂：硬脂酸=1.5:1:0.1重量比的比例准确称量各物料，投入用搅拌机中，加热至140℃，物料全部融化后搅拌2小时，取出物料冷却后切成小块备用；
（2）按照热塑性有机粘结剂：95氧化铝陶瓷粉料=25:75重量比的比例准确称量各物料，将热塑性有机粘结剂投入搅拌机中，加热至140℃，粘结剂全部融化，连续搅拌，分次逐渐缓慢加入95氧化铝陶瓷粉料，连续搅拌至物料均匀，将物料投入注射机机中成型，形成非等径坯体；
（3）用精密点胶机将普通钨电子浆料绘制在非等径的95氧化铝陶瓷坯体上，形成发热电路；
（4）将95氧化铝陶瓷粉体制备成绝缘电子浆料，浆料粘度控制在3000-5000mPa.s，用提拉的方法均匀的涂覆在发热电路上，形成绝缘层；
（5）绝缘层干燥后，坯体在氢气气氛，1600度高温烧结后，钎焊引线形成加热棒。
本发明的有益效果是，本发明采用分段非等径设计，可以满足快速升温要求，以满足产品总体强度要求，保证后续产品的装配和使用，发热电路采用点胶机将发热浆料直接旋转绘制在非等径的坯体上，提拉法涂覆绝缘层，相对于传统陶瓷加热棒的生产工艺，采用该工艺简单方便，精密快速。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是传统等径的加热棒结构示意图；
图2是本发明非等径加热棒的结构示意图；
图3是本发明发热电路结构示意图；
图4是本发明将发热电路安装在加热棒内的结构示意图；
图5是本发明绝缘层的结构示意图；
图中1、加热棒本体，11、发热电路，12、绝缘层，13、发热端，14、主体端。
具体实施方式
一种快速升温陶瓷加热棒，包括加热棒本体1，加热棒本体1内部为发热电路11，外部设有绝缘层12，所述加热棒本体1发热端13和主体端14非中空，且采用非等径设计。
下面结合附图和实施例一对本发明进一步说明。
如图2所示，发热端13和主体端14采用非等径设计，发热端13设计直径2.0mm，主体端14设计直径3.0mm。本实施例的发热端设计，可以满足快速升温要求。本实施例的主体端设计，可以满足产品总体强度要求，保证后续产品的装配和使用。本实施例为最佳实施例，既实现加热速度的提升，又保证了强度要求。
如图3、4所示，本发明的发热电路11由普通钨电子浆料绘制在非等径的95氧化铝陶瓷坯体上形成。发热电路的发热线路端呈多道弯折的线状，形成在加热棒的发热端13附近。本实施例的发热电路既能满足发热端的加热速度提升，又能保证在其在体积上的缩小化。
如图5所示，本发明的绝缘层12由95氧化铝陶瓷粉体制备成绝缘电子浆料，用提拉的方法均匀的涂覆在发热电路上形成。提拉法可以将该层的厚度控制在0.25mm以内，减小传热壁厚，提高加热速度。
为实现以上设计，本发明优选注射成型坯体，点胶机旋转绘制发热电路，提拉法涂覆绝缘层，最后高温共烧结技术进行制备加热棒。
其具体步骤如下：
（1）将热塑性有机粘结剂按以下过程制备：按照石蜡：热塑性树脂：硬脂酸=1.5:1:0.1重量比的比例准确称量各物料，投入用搅拌机中，加热至140℃，物料全部融化后搅拌2小时，取出物料冷却后切成小块备用。
（2）按照热塑性有机粘结剂：95氧化铝陶瓷粉料=25:75重量比的比例准确称量各物料，将热塑性有机粘结剂投入搅拌机中，加热至140℃，粘结剂全部融化，连续搅拌，分次逐渐缓慢加入95氧化铝陶瓷粉料，连续搅拌至物料均匀，将物料投入注射机机中成型，形成非等径坯体。
（3）用精密点胶机将普通钨电子浆料绘制在非等径的95氧化铝陶瓷坯体上，形成发热电路。
（4）将95氧化铝陶瓷粉体制备成绝缘电子浆料，浆料粘度控制在3000-5000mPa.s，用提拉的方法均匀的涂覆在发热电路上，形成绝缘层。
（5）绝缘层干燥后，坯体在氢气气氛，1600度高温烧结后，钎焊引线形成加热棒。
本发明发热电路采用点胶机将发热浆料直接旋转绘制在非等径的坯体上，提拉法涂覆绝缘层，相对于传统陶瓷加热棒的生产工艺，采用该工艺简单方便，精密快速，且可实现加热棒加热效率的提升。

Claims (5)

1.一种快速升温陶瓷加热棒，包括加热棒本体（1），加热棒本体（1）内部为发热电路（11），外部设有绝缘层（12），其特征是，所述加热棒本体（1）发热端（13）和主体端（14）非中空，且采用非等径设计。
2.根据权利要求1所述的快速升温陶瓷加热棒，其特征是，所述发热端（13）直径小于等于2.0mm。
3.根据权利要求1所述的快速升温陶瓷加热棒，其特征是，所述主体端（14）直径大于等于3.0mm。
4.根据权利要求1所述的快速升温陶瓷加热棒，其特征是，所示发热电路（11）的发热线路端呈多道弯折的线状。
5.一种制备根据权利要求1～4所述的快速升温陶瓷加热棒的方法，其特征是，其步骤如下：
（1）将热塑性有机粘结剂按以下过程制备：按照石蜡：热塑性树脂：硬脂酸=1.5:1:0.1重量比的比例准确称量各物料，投入用搅拌机中，加热至140℃，物料全部融化后搅拌2小时，取出物料冷却后切成小块备用；
（2）按照热塑性有机粘结剂：95氧化铝陶瓷粉料=25:75重量比的比例准确称量各物料，将热塑性有机粘结剂投入搅拌机中，加热至140℃，粘结剂全部融化，连续搅拌，分次逐渐缓慢加入95氧化铝陶瓷粉料，连续搅拌至物料均匀，将物料投入注射机机中成型，形成非等径坯体；
（3）用精密点胶机将普通钨电子浆料绘制在非等径的95氧化铝陶瓷坯体上，形成发热电路；
（4）将95氧化铝陶瓷粉体制备成绝缘电子浆料，浆料粘度控制在3000-5000mPa.s，用提拉的方法均匀的涂覆在发热电路上，形成绝缘层；
（5）绝缘层干燥后，坯体在氢气气氛，1600度高温烧结后，钎焊引线形成加热棒。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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