CN104486849A - 一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了半导体电热膜材料技术领域的一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液。其组成按重量百分比为：四氯化锡40-60、四氯化钛0.5-2、四氯化镍2-8、氯化钾1-3、三氯化锑5-8，余量无水乙醇。将上述饱和溶液充分汽化，在高绝缘、耐激变、耐高温的基材上进行表面毛细孔渗透、淀渍、烧结制作而成电热膜。本发明的优点是：电能转换成热能的效率高(达99.5％)，无明火功率衰减量小，而电热源无冲击电流，工作稳定。最高工作温度可达750℃，使用寿命长，能连续工作5000小时以上。能适应各种供电形式，制作成本低，应用领域极广。
Description
技术领域
本发明属于半导体电热膜材料技术领域，具体涉及一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液。
背景技术
半导体电热膜技术是一种电加热技术，该技术在工业、农业、军事、家电等领域中凡使用温度在500℃以下的工作条件下可广泛使用，它可采用板状、管状等各种面加热形式。半导体电热膜技术，欧美、日本等国从四十年代就对其进行理论研究，但至今尚未出现较成熟的能真正应用于某一个产品的电热膜原件。国内从八十年代末开始陆陆续续出现了一批有关电热膜技术的专利和元件，但由于配方的不完善和制作工艺的不科学都存在功率不稳定、衰减量大(30％以上)，工作温度范围小(240℃以内)等问题。所以在应用过程中至今没有一个成熟的产品面市，即使有个别的产品勉强进入市场也是昙花一现，在很短的时间内就因质量问题而夭折了。
人们常见的电加热材料都是金属电阻丝，它是采用改变其截面积和绕制长度改变电阻值，从而达到功率要求。金属电阻丝通电工作时功率损失大，通常一致公认的是电阻丝加热工作时，其电能转换成热能的转换率不超过56％，所以电阻丝加热器的功率都很大，费电。金属电阻丝在通电工作时一般有可见光，因此作为电热元件它容易氧化，寿命短，长时间工作功率衰减打，有明火，不安全。因此在许多场所不能使用。另外在许多不允许有静电(电感电流)的环境和产品上不可能采用金属电阻丝为电热材料。
从八十年达开始应用的半导体PTC电热材料，它克服了许多金属丝材料的不足，但是PTC材料的制作成本高，工作时启动电流大，而且工作温度只能达到最高280℃(PTC居里点温度)，因此在应用上受到极大的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用温度高、使用寿命长、制作成本低的用于制备半导体电热膜的饱和溶液。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液，其组成按重量百分比为：四氯化锡40-60、四氯化钛0.5-2、四氯化镍2-8、氯化钾1-3、三氯化锑5-8，余量无水乙醇。
一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液，优选的，其组成按重量百分比为：四氯化锡50-60、四氯化钛1-2、四氯化镍6-8、氯化钾1-3、三氯化锑5-8，余量无水乙醇。
上述用于制备半导体电热膜的饱和溶液的制备方法：以四氯化锡、四氯化钛、四氯化镍、氯化钾、三氯化锑为材料，以无水乙醇为溶剂，进行充分搅拌成饱和溶液。
将饱和溶液充分汽化，在高绝缘、耐激变、耐高温的基材上进行表面毛细孔渗透、淀渍、烧结制作而成电热膜。
本发明的有益效果：本发明的用于制备半导体电热膜的饱和溶液，没有使用氢氟酸和硼酸等有毒物质，保证了饱和溶液的安全性和环保，同时强酸的去除防止设备被侵蚀，保护了设备，使设备可以长久使用。利用本发明的饱和溶液制备的半导体电热膜，电能转换成热能的效率高(达99.5％)，无明火功率衰减量小，而电热源无冲击电流，工作稳定。最高工作温度可达750℃，使用寿命长，能连续工作5000小时以上。能适应各种供电形式，制作成本低，应用领域极广。
具体实施方式
实施例1
一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液，将重量百分比为：四氯化锡40、四氯化钛2、四氯化镍2、氯化钾1、三氯化锑8，余量无水乙醇，进行混合溶解，进行充分搅拌成饱和溶液。
实施例2
一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液，将重量百分比为：四氯化锡50、四氯化钛1、四氯化镍6、氯化钾2、三氯化锑6，余量无水乙醇，进行混合溶解，进行充分搅拌成饱和溶液。
实施例3
一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液，将重量百分比为：四氯化锡60、四氯化钛0.5、四氯化镍8、氯化钾3、三氯化锑8，余量无水乙醇，进行混合溶解，进行充分搅拌成饱和溶液。
实施例4
利用上述饱和溶液制备半导体电热膜的方法：
电热膜元件的基材选择：所有电热膜元件基材均需要满足耐高温、高绝缘、耐冷热激变三种特性。例如：陶瓷、云母、石英玻璃、微晶玻璃等。
电热膜元件的处理：
1、云母元件处理工艺：
(1)将云母基材待处理表面用酒精擦拭，风干待用。
(2)将清洁过的基材安装于工位器具上并放置于处理设备的处理室内。
(3)将处里室升温至480°-600°。
(4)将实施例1制备的饱和溶液充分雾化喷入处理室，此时处理室呈半封闭状态。
(5)雾化的饱和溶液进入到高温处理室后立即汽化，形成浓度非常均匀的气氛，这种包含配方物质的气氛淀渍、渗透至基材毛细孔内形成电热膜。
(6)根据电热膜元件的电参数决定电热膜处理时的温度、饱和溶液的量和处理时间。
(7)待元件完全冷却后测量其电阻范围，电阻合格后在设计位置制作银电极。
(8)包装、装箱待用。
利用本发明的饱和溶液制备的半导体电热膜，电能转换成热能的效率高(达99.5％)，无明火功率衰减量小，而电热源无冲击电流，工作稳定。经测试，上述制备的电热膜最高工作温度可达750℃，使用寿命长，能连续工作5000小时以上。
2、陶瓷、石英玻璃、微晶玻璃等元件处理工艺：
(1)将陶瓷、石英玻璃、微晶玻璃等基材用80°的碱性水进行清洗，并用常温清水漂洗干净。
(2)将上述基材加热至400°烘干5-15分钟，冷却后待用
(3)将清洁过的基材安装于工位器具上并进入到处理设备的处理室内。
(4)将处里室升温至580°-700°。
(5)将实施例2制备的饱和溶液充分雾化喷入处理室，此时处理室呈半封闭状态。
(6)雾化的饱和溶液进入到高温处理室后立即汽化，形成浓度非常均匀的气氛，这种包含配方物质的气氛淀渍、渗透至基材毛细孔内形成电热膜。
(7)根据电热膜元件的电参数决定电热膜处理时的温度、饱和溶液的量和处理时间。
(8)待元件完全冷却后测量其电阻范围，电阻合格后在设计位置制作银电极。
(9)包装、装箱待用。
利用本发明的饱和溶液制备的半导体电热膜，电能转换成热能的效率高(达99.5％)，无明火功率衰减量小，而电热源无冲击电流，工作稳定。经测试，上述制备的电热膜最高工作温度可达750℃，使用寿命长，能连续工作5000小时以上。
Claims (2)
1.一种用于制备半导体电热膜的饱和溶液，其特征在于，其组成按重量百分比为：四氯化锡40-60、四氯化钛0.5-2、四氯化镍2-8、氯化钾1-3、三氯化锑5-8，余量无水乙醇。
2.根据权利要求1所述的用于制备半导体电热膜的饱和溶液，其特征在于，其组成按重量百分比为：四氯化锡50-60、四氯化钛1-2、四氯化镍6-8、氯化钾1-3、三氯化锑5-8，余量无水乙醇。
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