CN106162953A - 电热膜粉料的制备方法、烹饪容器、制备方法及烹饪器具 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电热膜粉料的制备方法、烹饪容器、制备方法及烹饪器具，其中，所述电热膜粉料的制备方法，包括：形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液的混合物为溶质的电热膜溶液；煅烧所述电热膜溶液，以获得电热膜粉料。通过本发明技术方案，通过电热膜粉料的制备方法以获得电热膜粉料，并利用蒸发镀膜技术将上述电热膜粉料复合在烹饪容器，以在烹饪器具上形成电加热膜，而根据该电热膜粉料制成的电加热膜具有良好的化学稳定性和热稳定性，电-热转换效率高达80％，其中，该电加热膜阻具有正温度特性，可根据膜厚的不均匀自动调节电流的大小及自限流的特性，从而保证了烹饪器具加热的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器领域，具体而言，涉及一种电热膜粉料的制备方法及一种具有电热膜的烹饪容器的制备方法、一种烹饪容器及一种烹饪器具。
背景技术
半导体导电膜已经被广泛应用于汽车、飞机、冰箱等设备的玻璃除霜。但主要采用磁控溅射及喷涂热分解的方式制备。但该制备过程中用到的设备非常昂贵，此外，由于家用电器的形状都极为复杂，采用磁控溅射及喷涂热分解的方式难以将半导体导电膜复合到烹饪器具上。
因此，如何提出一种能够将半导体导电膜制成烹饪器具上的电加热膜的制备方法成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出了一种电热膜粉料的制备方法。
本发明的另一个目的在于提出了一种具有电热膜的烹饪容器的制备方法。
本发明的再一个目的在于提出了一种烹饪容器。
本发明的再一个目的在于提出了一种烹饪器具。
有鉴于此，本发明提出了一种电热膜粉料的制备方法，包括：形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液的混合物为溶质的电热膜溶液；煅烧所述电热膜溶液，以获得所述电热膜粉料。
在该技术方案中，电热膜粉料中的二氯化锡是一种n型半导体，禁带宽度大于3eV，具有较高的透光性。二氯化锡薄膜的膜强度较好，具有优良的化学稳定性及光学各向异性的特点。但是，如果二氯化锡薄膜的成分太纯，则其导电性和透明性相互矛盾。理论上纯净的二氯化锡薄膜的导电性很差，但就实际薄膜而言，锡原子会往往局部过剩，过剩的锡原子起着施主作用，多余的电子将占据能量高于禁带的导带中一部分能级，所以能表现出导电性。而锑的掺杂能进一步提升二氯化锡的导电性，随着锑掺杂量的增加，锑可能存在的两种价态分别为Sb3+及Sb5+，这两种离子间可能存在一种竞争机制，当掺杂量少时，Sb5+(n型掺杂)占主导地位，使得材料的导电性显著提高；而随着掺杂量的增加，Sb3+(p型掺杂)开始出现并不断增加，两种离子间的互补效应导致材料的导电性下降。另外，二氧化锰的掺杂可以提高膜层的远红外发射率，进一步提升导电膜的加热效率。
在上述技术方案中，具体地，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：将所述二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第一有机溶液；将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第二有机溶液；将所述第二有机溶液缓慢混合于所述第一有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
在该实施例中，将二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中、将三氯化锑溶液和二氧化锰溶液混合于乙醇溶剂中，将第二有机溶液混合于第一有机溶液中时，分别需要在恒温磁力搅拌器中搅拌2至4个小时，以便于二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液能够充分混合于在乙醇溶剂中。优选地，恒温磁力搅拌器的温度为80摄氏度。
在上述技术方案中，具体地，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：将所述二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第三有机溶液；将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰溶液混合于所述第三有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
在上述技术方案中，具体地，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰混合于乙醇溶剂中，以获得第四有机溶液；所述二氯化锡溶液混合于所述第四有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
在该些实施例中，可以先将二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中，并利用恒温磁力搅拌器在80摄氏度的温度下搅拌2至4个小时，然后将三氯化锑溶液和二氧化锰溶液混合于在搅拌好的溶液中，继续搅拌2至4个小时，也可以先将三氯化锑溶液和二氧化锰溶液混合于乙醇溶剂中，利用恒温磁力搅拌器在80摄氏度的温度下搅拌2至4个小时，然后将二氯化锡溶液混合于在搅拌好的溶液中，继续搅拌2至4个小时。只要二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液能够充分混合于在乙醇溶液中，溶质的先后顺序，可适当调整。
在上述技术方案中，具体地，煅烧所述电热膜溶液，包括以下具体步骤：采用马弗炉设备对所述电热膜溶液进行煅烧，其中，煅烧过程的温度范围为600-800摄氏度，煅烧时间大于或等于30分钟。
在该技术方案中，必须满足煅烧温度及煅烧时间，以确保煅烧后的电热膜粉料之间的粘结强度及厚度。
在上述技术方案中，具体地，所述二氯化锡溶液的浓度范围为0.3-0.8摩尔/升，所述三氯化锑溶液的浓度范围为0.05-0.2摩尔/升，所述二氧化锰溶液的浓度范围为0.01-0.03摩尔/升。
在上述技术方案中，具体地，形成所述第一有机溶液、所述第二有机溶液、所述第三有机溶液和所述第四有机溶液的温度为80摄氏度。
此外，本发明还提出了一种含有上述电热膜的烹饪容器的制备方法，包括：采用上述任一技术方案所述的电热膜粉料对待制备的烹饪容器进行蒸镀，以形成所述电热膜；在形成所述电热膜的烹饪容器上形成电源电极，以完成所述烹饪容器的制备。
在上述技术方案中，具体地，采用所述电热膜粉料对所述烹饪容器进行蒸镀的真空度为1.0×10-2帕，蒸发电压为5伏，蒸发时间为60秒。
在该技术方案中，电热膜粉料放入到蒸发镀膜机中并蒸发到烹饪器具的底部，以在所述烹饪器具上形成电热膜，然后在该电热膜上印刷电极，以为所述电热膜供电，优选地，电极为银浆电极。通过该技术方案，利用蒸发镀膜技术，能够快速、高效地将电热膜粉料蒸发到烹饪器具上，提高了烹饪器具的生产效率及生成成本。
根据该电热膜粉料制成的电加热膜具有良好的化学稳定性和热稳定性，电-热转换效率高达80％，其中，该电加热膜阻具有正温度特性，可根据膜厚的不均匀自动调节电流的大小及自限流的特性，从而保证了电加热膜加热的均匀性。
此外，本发明再提出了一种烹饪容器，采用上述任一项技术方案所述的具有电热膜的烹饪容器的制备方法制备而成。
最后，本发明再提出了一种烹饪器具，包括：如上述任一项技术方案所述的烹饪容器。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例提供的电热膜粉料的制备方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明的实施例提供的具有电热膜的烹饪容器的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例提供的电热膜粉料的制备方法的流程示意图。
如图1所示，根据本发明的实施例提供的电热膜粉料的制备方法，包括：步骤102，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液的混合物为溶质的电热膜溶液；步骤104，煅烧所述电热膜溶液，以获得所述电热膜粉料。
在该技术方案中，电热膜粉料中的二氯化锡是一种n型半导体，禁带宽度大于3eV，具有较高的透光性。二氯化锡薄膜的膜强度较好，具有优良的化学稳定性及光学各向异性的特点。但是，如果二氯化锡薄膜的成分太纯，则其导电性和透明性相互矛盾。理论上纯净的二氯化锡薄膜的导电性很差，但就实际薄膜而言，锡原子会往往局部过剩，过剩的锡原子起着施主作用，多余的电子将占据能量高于禁带的导带中一部分能级，所以能表现出导电性。而锑的掺杂能进一步提升二氯化锡的导电性，随着锑掺杂量的增加，锑可能存在的两种价态分别为Sb3+及Sb5+，这两种离子间可能存在一种竞争机制，当掺杂量少时，Sb5+(n型掺杂)占主导地位，使得材料的导电性显著提高；而随着掺杂量的增加，Sb3+(p型掺杂)开始出现并不断增加，两种离子间的互补效应导致材料的导电性下降。另外，二氧化锰的掺杂可以提高膜层的远红外发射率，进一步提升导电膜的加热效率。
在上述技术方案中，具体地，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：将所述二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第一有机溶液；将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第二有机溶液；将所述第二有机溶液混合于所述第一有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
在该实施例中，将二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中、将三氯化锑溶液和二氧化锰溶液混合于乙醇溶剂中，将第二有机溶液缓慢混合于第一有机溶液中时，分别需要在恒温磁力搅拌器中搅拌2至4个小时，以便于二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液能够充分混合于在乙醇溶剂中。优选地，恒温磁力搅拌器的温度为80摄氏度。
在上述技术方案中，具体地，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：将所述二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第三有机溶液；将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰溶液混合于所述第三有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
在上述技术方案中，具体地，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰混合于乙醇溶剂中，以获得第四有机溶液；所述二氯化锡溶液混合于所述第四有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
在该些实施例中，可以先将二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中，并利用恒温磁力搅拌器在80摄氏度的温度下搅拌2至4个小时，然后将三氯化锑溶液和二氧化锰溶液混合于在搅拌好的溶液中，继续搅拌2至4个小时，也可以先将三氯化锑溶液和二氧化锰溶液混合于乙醇溶剂中，利用恒温磁力搅拌器在80摄氏度的温度下搅拌2至4个小时，然后将二氯化锡溶液混合于在搅拌好的溶液中，继续搅拌2至4个小时。只要二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液能够充分混合于在乙醇溶液中，溶质的先后顺序，可适当调整。
在上述技术方案中，具体地，煅烧所述电热膜溶液，包括以下具体步骤：采用马弗炉设备对所述电热膜溶液进行煅烧，其中，煅烧过程的温度范围为600-800摄氏度，煅烧时间大于或等于30分钟。
在该技术方案中，必须满足煅烧温度及煅烧时间，以确保煅烧后的电热膜粉料之间的粘结强度及厚度。
在上述技术方案中，具体地，所述二氯化锡溶液的浓度范围为0.3-0.8摩尔/升，所述三氯化锑溶液的浓度范围为0.05-0.2摩尔/升，所述二氧化锰溶液的浓度范围为0.01-0.03摩尔/升。
在上述技术方案中，具体地，形成所述第一有机溶液、所述第二有机溶液、所述第三有机溶液和所述第四有机溶液的温度为80摄氏度。
图2示出了根据本发明的实施例提供的具有电热膜的烹饪容器的制备方法的流程示意图。
如图2所示，根据本发明的实施例提供的具有电热膜的烹饪容器的制备方法，包括：步骤202，采用上述任一技术方案所述的电热膜粉料对待制备的烹饪容器进行蒸镀，以形成所述电热膜；步骤204，在形成所述电热膜的烹饪容器上形成电源电极，以完成所述烹饪容器的制备。
在上述技术方案中，具体地，采用所述电热膜粉料对所述烹饪容器进行蒸镀的真空度为1.0×10-2帕，蒸发电压为5伏，蒸发时间为60秒。
在该技术方案中，电热膜粉料放入到蒸发镀膜机中并蒸发到烹饪器具的底部，以在所述烹饪器具上形成电热膜，然后在该电热膜上印刷电极，以为所述电热膜供电，优选地，电极为银浆电极。通过该技术方案，利用蒸发镀膜技术，能够快速、高效地将电热膜粉料蒸发到烹饪器具上，提高了烹饪器具的生产效率及生成成本。
根据该电热膜粉料制成的电加热膜具有良好的化学稳定性和热稳定性，电-热转换效率高达80％，其中，该电加热膜阻具有正温度特性，可根据膜厚的不均匀自动调节电流的大小及自限流的特性，从而保证了电加热膜加热的均匀性。
具体地，本发明提供了以下三个具体实施例：
实施例1：将0.3摩尔/升的二氯化锡溶液、0.05摩尔/升的三氯化锑溶液、0.01摩尔/升的二氧化锰溶液及1.25升的乙醇溶液按照如图1所述的步骤混合并煅烧成电热膜粉料；将该0.05g的电热膜粉料放入蒸发镀膜机中蒸发到烹饪器具的底部以形成电热膜，其中，真空度为1.0×10-2帕，蒸发电压为5伏，蒸发时间为60秒；印刷银浆电极。
通过该实施例制得的烹饪器具，加热功率可以达到600瓦，电热转换效率83％。
实施例2：将0.5摩尔/升的二氯化锡溶液、0.1摩尔/升的三氯化锑溶液、0.02摩尔/升的二氧化锰溶液及1.25升的乙醇溶液按照如图1所述的步骤混合并煅烧成电热膜粉料；将该0.05g的电热膜粉料放入蒸发镀膜机中蒸发到烹饪器具的底部以形成电热膜，其中，真空度为1.0×10-2帕，蒸发电压为5伏，蒸发时间为60秒；印刷银浆电极。
通过该实施例制得的烹饪器具，加热功率可以达到700瓦，电热转换效率85％。
实施例3：将0.8摩尔/升的二氯化锡溶液、0.2摩尔/升的三氯化锑溶液、0.03摩尔/升的二氧化锰溶液及1.25升的乙醇溶液按照如图1所述的步骤混合并煅烧成电热膜粉料；将该0.05g的电热膜粉料放入蒸发镀膜机中蒸发到烹饪器具的底部以形成电热膜，其中，真空度为1.0×10-2帕，蒸发电压为5伏，蒸发时间为60秒；印刷银浆电极。
通过该实施例制得的烹饪器具，加热功率可以达到650瓦，电热转换效率85％。
由上述三个实施例可知：MnO2的掺杂可以提高电热膜的远红外发射率，进一步提升导电膜的加热效率。
综上所述，本发明提出了一种电热膜粉料的制备方法、一种具有电热膜的烹饪容器的制备方法、一种烹饪容器及一种烹饪器具，通过电热膜粉料的制备方法以获得电热膜粉料，并利用蒸发镀膜将上述电热膜粉料复合在烹饪容器，以在烹饪器具上形成电加热膜，而根据该电热膜粉料制成的电加热膜具有良好的化学稳定性和热稳定性，电-热转换效率高达80％，其中，该电加热膜阻具有正温度特性，可根据膜厚的不均匀自动调节电流的大小及自限流的特性，从而保证了烹饪器具加热的均匀性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电热膜粉料的制备方法，其特征在于，包括：
形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液的混合物为溶质的电热膜溶液；
煅烧所述电热膜溶液，以获得所述电热膜粉料。
2.根据权利要求1所述的电热膜粉料的制备方法，其特征在于，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：
将所述二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第一有机溶液；
将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第二有机溶液；
将所述第二有机溶液混合于所述第一有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
3.根据权利要求1所述的电热膜粉料的制备方法，其特征在于，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：
将所述二氯化锡溶液混合于乙醇溶剂中，以获得第三有机溶液；
将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰溶液混合于所述第三有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
4.根据权利要求1所述的电热膜粉料的制备方法，其特征在于，形成以二氯化锡溶液、三氯化锑溶液和二氧化锰溶液为溶质的电热膜溶液，包括以下具体步骤：
将所述三氯化锑溶液和所述二氧化锰混合于乙醇溶剂中，以获得第四有机溶液；
所述二氯化锡溶液混合于所述第四有机溶液中，以获得所述电热膜溶液。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电热膜粉料的制备方法，其特征在于，煅烧所述电热膜溶液，包括以下具体步骤：
采用马弗炉设备对所述电热膜溶液进行煅烧，其中，煅烧过程的温度范围为600-800摄氏度，煅烧时间大于或等于30分钟。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电热膜粉料的制备方法，其特征在于，所述二氯化锡溶液的浓度范围为0.3-0.8摩尔/升，所述三氯化锑溶液的浓度范围为0.05-0.2摩尔/升，所述二氧化锰溶液的浓度范围为0.01-0.03摩尔/升。
7.根据权利要求6中任一项所述的电热膜粉料的制备方法，其特征在于，形成所述第一有机溶液、所述第二有机溶液、所述第三有机溶液和所述第四有机溶液的温度为80摄氏度。
8.一种具有电热膜的烹饪容器的制备方法，其特征在于，包括：
采用如权利要求1至7中任一项所述的电热膜粉料对待制备的烹饪容器进行蒸镀，以形成所述电热膜；
在形成所述电热膜的烹饪容器上形成电源电极，以完成所述烹饪容器的制备。
9.根据权利要求8所述的具有电热膜的烹饪容器的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
采用所述电热膜粉料对所述烹饪容器进行蒸镀的真空度为1.0×10-2帕，蒸发电压为5伏，蒸发时间为60秒。
10.一种烹饪容器，其特征在于，采用如权利要求8或9中任一项所述的具有电热膜的烹饪容器的制备方法制备而成。
11.一种烹饪器具，其特征在于，包括：如权利要求10所述的烹饪容器。
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