CN104936319A - 一种陶瓷加热片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种陶瓷加热片，在陶瓷基板上烧结电阻加热线，所述电阻加热线的两端设有导电电极，所述电阻加热线外设有介质覆盖层，所述电阻加热线包括以下成分：Pd：35wt％～85wt％；Ag：10wt％～40wt％；SiO2：1wt％～4wt％；Al2O3：2wt％～5wt％；MnO2：1wt％～6wt％；CaO：0～6wt％；余量为纤维素和松油醇。相应的，本发明还提供一种陶瓷加热片的制备方法。与现有技术相比，本发明提高了电阻加热线中贵金属钯的含量比例，从而提高陶瓷基片上高温烧结的薄膜电阻的耐烧性能，延长了使用寿命，降低其受玻璃体影响的阻值变化率。

Description

一种陶瓷加热片及其制备方法
技术领域
本发明涉及打印机耗材技术领域，尤其涉及一种陶瓷加热片及其制备方法。
背景技术
加热定影系统是现代激光打印机和复印机的重要组成部分，其作用是将经过充电、曝光、显影、转印4个步骤后吸附在打印纸上的碳粉图像，利用加压热熔的方法，将吸附在打印纸上的碳粉加热至180℃至220℃，使溶化的碳粉浸入打印纸中，形成固定图像，这一过程称为“定影”。加热定影系统主要由加热辊、加热元件(陶瓷加热元件或加热灯丝)、压力胶辊、温度控制器(热敏电阻)、热保护器(热敏开关)等几部分组成。其中，加热元件目前有陶瓷加热片和卤素灯管两种方式。而陶瓷加热片由于其功率大(1100至1300W)、功率稳定、升温快、热损耗少、热传导速度快、节电、安装方便等优点，是目前激光打印机加热定影系统所使用加热元件的主流。
陶瓷加热片是通过在高频陶瓷基片上高温烧结薄膜电阻加热的发热器件。陶瓷加热片在激光打印机中的用途，是将经过显影后附着在纸面上的墨粉通过高温融化后，牢固的永久的附着在纸面上的一种先进的定影方法。该方法升温快、耗电省的优点，不但温度控制准确、稳定可靠而且使用寿命很长。但是传统的陶瓷加热片由于设计的原因，存在使用寿命短，受玻璃体影响阻值变化大的缺点。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种陶瓷加热片及其制备方法，提高陶瓷基片上高温烧结的薄膜电阻的耐烧性能，延长其使用寿命，降低其受玻璃体影响的阻值变化率。
有鉴于此，本发明提供了一种陶瓷加热片，在陶瓷基板上烧结电阻加热线，所述电阻加热线的两端设有导电电极，所述电阻加热线外设有介质覆盖层，所述电阻加热线包括以下成分：Pd：35wt％～85wt％；Ag：10wt％～40wt％；SiO2：1wt％～4wt％；Al2O3：2wt％～5wt％；MnO2：1wt％～6wt％；CaO：0～6wt％；余量为纤维素和松油醇。
优选的，所述电阻加热线包括以下成分：Pd：40wt％～80wt％；Ag：20wt％～30wt％；SiO2：2wt％～3wt％；Al2O3：3wt％～4wt％；MnO2：2wt％～5wt％；CaO：1～5wt％；余量为纤维素和松油醇。
优选的，所述介质覆盖层包括以下成分：SiO2：30wt％～50wt％；Al2O3：5wt％～15wt％；BaO：6wt％～18wt％；PbO：18wt％～35wt％；MgO：0～6wt％；CaO：0～6wt％。
优选的，所述介质覆盖层包括以下成分：SiO2：35wt％～45wt％；Al2O3：6wt％～14wt％；BaO：7wt％～16wt％；PbO：20wt％～30wt％；MgO：2wt％～5wt；CaO：2wt％～5wt％。
相应的，本发明还提供一种陶瓷加热片的制备方法，包括以下步骤：在陶瓷基板上印刷导电浆料，然后依次经一次高温烧结、印刷贵金属浆料、二次高温烧结、印刷玻璃釉浆料和三次高温烧结，得到陶瓷加热片，所述贵金属浆料包括以下成分：Pd：35wt％～85wt％；Ag：10wt％～40wt％；SiO2：1wt％～4wt％；Al2O3：2wt％～5wt％；MnO2：1wt％～6wt％；CaO：0～6wt％；余量为纤维素和松油醇。
优选的，所述贵金属浆料包括以下成分：Pd：40wt％～80wt％；Ag：20wt％～30wt％；SiO2：2wt％～3wt％；Al2O3：3wt％～4wt％；MnO2：2wt％～5wt％；CaO：1wt％～5wt％；余量为纤维素和松油醇。
优选的，所述一次高温烧结的温度为800℃，保温时间为5分钟。
优选的，所述玻璃釉浆料包括以下成分：SiO2：30wt％～50wt％；Al2O3：5wt％～15wt％；BaO：6wt％～18wt％；PbO：18wt％～35wt％；MgO：0～6wt％；CaO：0～6wt％。
优选的，所述二次高温烧结的温度为850℃，保温时间为10分钟。
优选的，所述三次高温烧结的时间为8分钟。
本发明提供了一种陶瓷加热片，在陶瓷基板上烧结电阻加热线，所述电阻加热线的两端设有导电电极，所述电阻加热线外设有介质覆盖层，所述电阻加热线包括以下成分：Pd：35wt％～85wt％；Ag：10wt％～40wt％；SiO2：1wt％～4wt％；Al2O3：2wt％～5wt％；MnO2：1wt％～6wt％；CaO：0～6wt％；余量为纤维素和松油醇。相应的，本发明还提供一种陶瓷加热片的制备方法。与现有技术相比，本发明提高了电阻加热线中贵金属钯的含量比例，从而提高陶瓷基片上高温烧结的薄膜电阻的耐烧性能，延长了使用寿命，降低其受玻璃体影响的阻值变化率。
附图说明
图1为本发明实施例的陶瓷加热片结构示意图。
图2为本发明陶瓷加热片的生产工艺流程图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种陶瓷加热片，在陶瓷基板上烧结电阻加热线，所述电阻加热线的两端设有导电电极，所述电阻加热线外设有介质覆盖层，所述电阻加热线包括以下成分：Pd：35wt％～85wt％；Ag：10wt％～40wt％；SiO2：1wt％～4wt％；Al2O3：2wt％～5wt％；MnO2：1wt％～6wt％；CaO：0～6wt％；余量为纤维素和松油醇。更优选的，所述电阻加热线包括以下成分：Pd：40wt％～80wt％；Ag：20wt％～30wt％；SiO2：2wt％～3wt％；Al2O3：3wt％～4wt％；MnO2：2wt％～5wt％；CaO：1～5wt％；余量为纤维素和松油醇。
作为优选方案，所述介质覆盖层包括以下成分：SiO2：30wt％～50wt％；Al2O3：5wt％～15wt％；BaO：6wt％～18wt％；PbO：18wt％～35wt％；MgO：0～6wt％；CaO：0～6wt％。更优选的，所述介质覆盖层包括以下成分，SiO2：35wt％～45wt％；Al2O3：6wt％～14wt％；BaO：7wt％～16wt％；PbO：20wt％～30wt％；MgO：2wt％～5wt％；CaO：2wt％～5wt％。其中，本发明优选控制介质覆盖层中钯含量为725550mg/kg。
作为优选方案，如图1所示，为本发明实施例的陶瓷加热片结构示意图，1为陶瓷基板。2为导电电极，3为钯电阻加热线，4为绝缘介质玻璃釉覆盖层。对于所述陶瓷加热片，在陶瓷基板1上烧结钯电阻加热线3，钯电阻加热线3的两端设有导电电极2，钯电阻加热线3外设有绝缘介质玻璃釉覆盖层4。
相应的，本发明还提供一种陶瓷加热片的制备方法，包括以下步骤：
101：在陶瓷基板上印刷导电浆料；
102：一次高温烧结；
103：印刷贵金属浆料；
104：二次高温烧结；
105：印刷玻璃釉浆料；
106：三次高温烧结，
得到陶瓷加热片，所述贵金属浆料包括以下成分：Pd：35wt％～85wt％；Ag：10wt％～40wt％；SiO2：1wt％～4wt％；Al2O3：2wt％～5wt％；MnO2：1wt％～6wt％；CaO：0～6wt％；余量为纤维素和松油醇。作为优选方案，所述贵金属浆料包括以下成分：Pd：40wt％～80wt％；Ag：20wt％～30wt％；SiO2：2wt％～3wt％；Al2O3：3wt％～4wt％；MnO2：2wt％～5wt％；CaO：1wt％～5wt％；余量为纤维素和松油醇。
作为优选方案，在陶瓷基板上印刷导电浆料的步骤具体为：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结。
作为优选方案，所述一次高温烧结的温度为800℃，保温时间为5分钟。
作为优选方案，所述印刷贵金属浆料步骤具体为：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结。
作为优选方案，所述二次高温烧结的温度为850℃，保温时间为10分钟。
作为优选方案，所述印刷玻璃釉浆料步骤具体为：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结。所述玻璃釉浆料包括以下成分：SiO2：30wt％～50wt％；Al2O3：5wt％～15wt％；BaO：6wt％～18wt％；PbO：18wt％～35wt％；MgO：0～6wt％；CaO：0～6wt％。更优选的，所述玻璃釉浆料包括以下成分：SiO2：35wt％～45wt％；Al2O3：6wt％～14wt％；BaO：7wt％～16wt％；PbO：20wt％～30wt％；MgO：2wt％～5wt％；CaO：2wt％～5wt％。
所述三次高温烧结的时间为8分钟。
从以上技术方案可以看出，本发明提高了电阻加热线中贵金属钯的含量比例，从而提高陶瓷基片上高温烧结的薄膜电阻的耐烧性能，延长了使用寿命，降低其受玻璃体影响的阻值变化率。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。
实施例1
步骤101：在陶瓷基板上印刷导电浆料，包括：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结；
步骤102：一次高温烧结，所述一次高温烧结的温度为800℃，保温时间为5分钟；
步骤103：印刷贵金属浆料，包括：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结，所述贵金属浆料包括以下成分：Pd：50wt％；Ag：30wt％；SiO2：3wt％；Al2O3：4wt％；MnO2：5wt％；CaO：5wt％，余量为纤维素和松油醇；
步骤104：二次高温烧结，所述二次高温烧结的温度为850℃，保温时间为10分钟；
步骤105：印刷玻璃釉浆料，包括：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结；所述玻璃釉浆料包括以下成分：SiO2：40wt；Al2O3：12wt％；BaO：15wt％；PbO：25wt％；MgO：4wt％；CaO4wt％；
步骤106：三次高温烧结8分钟，得到陶瓷加热片。
对本实施例制备的陶瓷加热片的性能检测。
基片规格尺寸(mm)：长270宽10厚1.0；
电阻值范围(Ω)：11.4Ω-12.6Ω；
额定工作电压(V)：115V；
被检数量(只)：5。
检测要求：
外观要求：基片无破损、无污渍，釉面无划痕、无明显针孔和颗粒。
尺寸误差：270.0(±0.1)×10.0(±0.1)×1.0(±0.05)mm。
阻值范围：11.4Ω-12.6Ω(TypeB 110V)。
耐压要求：整个绝缘层同步检测，AC2.5kV一分钟不能够击穿。
升温速度：快于50℃/S。
加热周期：冷热循环/交替大于10000次；常温(25℃)至200℃，测试后基片无损坏，电极不分离、无隆起，阻值稳定。
工作温度：-10℃～250℃。
测试环境：温度23℃，湿度34％RH。
检测结果如表1所示。
表1 本发明实施例1制备的陶瓷加热片的性能
实施例2
步骤101：在陶瓷基板上印刷导电浆料，包括：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结；
步骤102：一次高温烧结，所述一次高温烧结的温度为800℃，保温时间为5分钟；
步骤103：印刷贵金属浆料，包括：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结，所述贵金属浆料包括以下成分：Pd：60wt％；Ag：25wt％；SiO2：2wt％；Al2O3：2wt％；MnO2：2wt％；CaO：2wt％，余量为纤维素和松油醇；
步骤104：二次高温烧结，所述二次高温烧结的温度为850℃，保温时间为10分钟；
步骤105：印刷玻璃釉浆料，包括：照相制底版、感光、显影、定影、印刷、流平、烘干、烧结；所述玻璃釉浆料包括以下成分：SiO2：35wt％；Al2O3：15wt％；BaO：17wt％；PbO：30wt％；MgO：1wt％；CaO2wt％；
步骤106：三次高温烧结8分钟，得到陶瓷加热片。
对本实施例制备的陶瓷加热片的性能检测。
基片规格尺寸(mm)：长270宽10厚1.0；
电阻值范围(Ω)：45.6-50.4；
额定工作电压(V)：230V；
被检数量(只)：5。
检测要求：
外观要求：基片无破损、无污渍，釉面无划痕、无明显针孔和颗粒。
尺寸误差：270(±0.1)×10.0(±0.1)×1.0(±0.05)mm。
阻值范围：45.6Ω-50.4Ω(TypeA 220V)。
耐压要求：整个绝缘层同步检测，AC2.5kV一分钟不能够击穿。
升温速度：快于50℃/S。
加热周期：冷热循环/交替大于10000次；常温(25℃)至200℃，测试后基片无损坏，电极不分离、无隆起，阻值稳定。
工作温度：-10℃～250℃。
测试环境：温度23℃，湿度34％RH。
检测结果如表2所示：
表 2本发明实施例2制备的陶瓷加热片的性能
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷加热片，在陶瓷基板上烧结电阻加热线，所述电阻加热线的两端设有导电电极，所述电阻加热线外设有介质覆盖层，其特征在于，所述电阻加热线包括以下成分：
Pd：35wt％～85wt％；Ag：10wt％～40wt％；SiO2：1wt％～4wt％；Al2O3：2wt％～5wt％；MnO2：1wt％～6wt％；CaO：0～6wt％；余量为纤维素和松油醇。
2.根据权利要求1所述的陶瓷加热片，其特征在于，所述电阻加热线包括以下成分：
Pd：40wt％～80wt％；Ag：20wt％～30wt％；SiO2：2wt％～3wt％；Al2O3：3wt％～4wt％；MnO2：2wt％～5wt％；CaO：1～5wt％；余量为纤维素和松油醇。
3.根据权利要求1所述的陶瓷加热片，其特征在于，所述介质覆盖层包括以下成分：
SiO2：30wt％～50wt％；Al2O3：5wt％～15wt％；BaO：6wt％～18wt％；PbO：18wt％～35wt％；MgO：0～6wt％；CaO：0～6wt％。
4.根据权利要求3所述的陶瓷加热片，其特征在于，所述介质覆盖层包括以下成分：
SiO2：35wt％～45wt％；Al2O3：6wt％～14wt％；BaO：7wt％～16wt％；PbO：20wt％～30wt％；MgO：2wt％～5wt；CaO：2wt％～5wt％。
5.一种陶瓷加热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在陶瓷基板上印刷导电浆料，然后依次经一次高温烧结、印刷贵金属浆料、二次高温烧结、印刷玻璃釉浆料和三次高温烧结，得到陶瓷加热片，所述贵金属浆料包括以下成分：
Pd：35wt％～85wt％；Ag：10wt％～40wt％；SiO2：1wt％～4wt％；Al2O3：2wt％～5wt％；MnO2：1wt％～6wt％；CaO：0～6wt％；余量为纤维素和松油醇。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述贵金属浆料包括以下成分：
Pd：40wt％～80wt％；Ag：20wt％～30wt％；SiO2：2wt％～3wt％；Al2O3：3wt％～4wt％；MnO2：2wt％～5wt％；CaO：1wt％～5wt％；余量为纤维素和松油醇。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述一次高温烧结的温度为800℃，保温时间为5分钟。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃釉浆料包括以下成分：
SiO2：30wt％～50wt％；Al2O3：5wt％～15wt％；BaO：6wt％～18wt％；PbO：18wt％～35wt％；MgO：0～6wt％；CaO：0～6wt％。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二次高温烧结的温度为850℃，保温时间为10分钟。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述三次高温烧结的时间为8分钟。
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