CN109574660A - 陶瓷粉、陶瓷发热体及其制备方法与其在电子烟中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷粉、陶瓷发热体及其制备方法与其在电子烟中的应用，陶瓷粉包括钇稳定氧化锆及氧化铝，所述氧化铝于所述陶瓷粉中的质量百分含量为2％～20％，所述钇稳定氧化锆粉于所述陶瓷粉中的质量百分含量≥80％。可与合适的辅助材料如粘结剂或有机浆料，采用注射成型或流延成型法制成陶瓷制品，本发明陶瓷粉通过将氧化铝的质量含量控制于2％～20％，保持了陶瓷制品韧性及耐磨性的同时，降低了陶瓷制品的热导率，减少了陶瓷制品的热量损耗，使热量最大化向陶瓷制品以外的空间传输。

Description

陶瓷粉、陶瓷发热体及其制备方法与其在电子烟中的应用
技术领域
本发明涉及陶瓷制品及工艺技术领域，特别是涉及陶瓷粉、陶瓷发热体及其制备方法与其在电子烟中的应用。
背景技术
电子烟的发热体通常选用合金金属发热丝或者氧化铝材质，通过电池供电发热，使其烟油雾化，从而让使用者在抽吸时有一种类似吸烟的感觉，实现“吞云吐雾”。合金金属发热丝或者氧化铝材质作为电子烟陶瓷发热体具有以下缺点：吸入的烟气中常常伴随有金属异味，味道不纯正，不仅降低了电子烟的使用寿命，还影响了消费者的体验感；或者由于氧化铝材质由于多次传热而容易老化，导致产生烟雾小，口感下降的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，本发明提供了一种陶瓷粉，可制成低热导率的陶瓷发热体，热量损耗小，且抗弯强度和耐老化性能佳，可作为良好的发热元件的承载体。
一种陶瓷粉，陶瓷粉包括钇稳定氧化锆及氧化铝，氧化铝于陶瓷粉中的质量百分含量为2％～20％，钇稳定氧化锆粉于陶瓷粉中的质量百分含量≥80％。
上述陶瓷粉，可与合适的辅助材料如粘结剂或有机浆料，采用注射成型或流延成型法制成陶瓷制品，本发明陶瓷粉通过将氧化铝的质量含量控制于2％～20％，保持了陶瓷制品韧性及耐磨性的同时，降低了陶瓷制品的热导率，减少了陶瓷制品的热量损耗，使热量最大化向陶瓷制品以外的空间传输。
在其中一个实施例中，陶瓷粉中钇稳定氧化锆粉的质量百分含量为80％～98％；钇稳定氧化锆及氧化铝的D50粒径均小于1μm。
本发明还提供了一种陶瓷发热体，烧结变形程度小，棒芯及包片的热导率低，则热量损失小，使热量更集中于烟丝或眼膏，烟雾量大，提升了使用者的体验感，并且陶瓷发热体具有良好的抗弯强度和耐老性，使用寿命长。
一种陶瓷发热体，包括棒芯及卷套于棒芯外周的包片；制备包片的原料包括以下质量百分含量的组分：陶瓷粉37％～70％及有机浆料28％～60％；陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉80％～98％、氧化铝粉2％～20％，钇稳定氧化锆粉及氧化铝粉的质量百分含量为占所述陶瓷粉总重量的百分比。
上述陶瓷发热体，应用于电子烟时，电路产生热量，使烟丝或烟膏产生烟雾，包片作为电路或者其他发热元件的承载体，提供发热场所，包片的热导率低，大部分的热量可传递至烟丝或烟膏，减少了热量损耗，进而增大了烟雾量，且没有金属异味，提升了使用者的体验感；陶瓷发热体具有良好的抗弯强度和耐老化性能，发热过程中损耗小，使用寿命长。
在其中一个实施例中，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂65％～90％、分散剂0.5％～15％、粘结剂5％～20％，溶剂、分散剂及粘结剂的质量百分含量为占所述有机浆料总重量的百分比。
在其中一个实施例中，溶剂选自乙醇、甲苯、二甲苯、丁酮中的一种或几种。
在其中一个实施例中，分散剂为鱼油和/或磷酸酯。
在其中一个实施例中，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
在其中一个实施例中，按体积百分比计，制备所述棒芯的原料包括以下体积百分含量的组分：陶瓷粉45％～60％及棒芯粘结剂40％～55％。
在其中一个实施例中，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡15％～50％、聚丙烯10％～40％、低密度聚乙烯10％～50％、高密度聚乙烯10％～50％、硬脂酸1％～10％、乙烯-醋酸乙烯共聚物1％～10％和邻苯二甲酸二辛酯1％～10％。
一种陶瓷发热体的制备方法，根据结构特征及材料特性，制成性能良好的陶瓷发热体。所述制备方法包括以下步骤：
取棒芯原料中的陶瓷粉与棒芯粘结剂混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，然后注射成型，得到棒芯生坯；
取包片原料中的陶瓷粉与有机浆料混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料；
将流延浆料流延成型，得到包片生坯；
将陶瓷生坯紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯，经过脱脂、预烧结及烧结，获得陶瓷发热体精坯。
在其中一个实施例中，陶瓷发热体的制备方法还包括以下步骤：得到包片生坯后，于陶瓷生坯的其中一面印制电路。
在其中一个实施例中，印制电路的工序为：将金属浆料丝印于包片生坯上，形成电路。
在其中一个实施例中，金属浆料为铂浆、钨浆和钛浆中的一种。
在其中一个实施例中，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.35μm～0.65μm。
在其中一个实施例中，陶瓷粉及棒芯粘结剂经过密炼后形成圆柱颗粒。
在其中一个实施例中，圆柱颗粒的长度为3mm～5mm，直径为1.8mm～2.2mm。
在其中一个实施例中，注射成型的料筒温度为150℃～200℃，注射喷嘴的温度为150℃～200℃，注射压力10MPa～100MPa。
在其中一个实施例中，脱脂工序为：将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至495℃～510℃脱脂，保持30h～90h。
在其中一个实施例中，预烧结工序为：将脱脂后的陶瓷发热体生坯加热到700℃～1200℃进行预烧结，保温1h～6h得到陶瓷发热体素坯。
在其中一个实施例中，烧结工序为：将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1350℃～1550℃，保温1h～3h。
上述制备方法制得的陶瓷发热体可应用于电子烟。
附图说明
图1为本发明陶瓷发热体的一较佳实施例的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明提供了一种陶瓷发热体100，如图1所示，所述陶瓷发热体100包括棒芯20及卷套于棒芯20外周的包片30。
制备包片30的原料包括以下质量百分含量的组分：陶瓷粉37％～70％及有机浆料28％～60％；陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉80％～98％、氧化铝粉2％～20％，钇稳定氧化锆粉及氧化铝粉的质量百分含量为占所述陶瓷粉总重量的百分比。陶瓷粉通过将氧化铝的质量含量控制于2％～20％，保持了包片30韧性及耐老化性的同时，使包片30的热导率适合作为供热元件的承载体，发热过程中热量损耗低。采用陶瓷粉37％wt～70％wt及有机浆料28％wt～60％wt制备的包片30韧性、抗弯性佳，卷套于棒芯20的外周不会产生断裂或裂纹等不良问题。
陶瓷粉的D50粒径为纳米级，即小于1μm，流动性佳，成型效果良好。较优地，陶瓷粉的D50粒径选为0.1～0.8μm。
一个实施例中，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂65％～90％、分散剂0.5％～15％及粘结剂5％～20％，溶剂、分散剂及粘结剂的质量百分含量为占有机浆料总质量的百分比。
一个实施例中，溶剂选自乙醇、甲苯、二甲苯、丁酮中的一种或几种。
一个实施例中，分散剂为鱼油和/或磷酸酯，例如分散剂可以为鱼油、磷酸酯或者分散剂为鱼油和磷酸酯的混合。
一个实施例中，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
一个实施例中，按体积百分比计，制备棒芯20的原料包括以下体积百分含量的组分：陶瓷粉45％～60％及棒芯粘结剂40％～55％。采用陶瓷粉45％～60％(v/v)及棒芯粘结剂40％～55％(v/v)制备的棒芯20，可通过注射成型的方式形成棒芯20，且与包片30一起制作，两者的排胶效果良好，不会产生爆裂或细纹的问题，烧结后棒芯20与包片30紧密粘结一起，防止使用过程中两者分离的问题。
一个实施例中，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡15％～50％、聚丙烯10％～40％、低密度聚乙烯10％～50％、高密度聚乙烯10％～50％、硬脂酸1％～10％、乙烯-醋酸乙烯共聚物1％～10％、邻苯二甲酸二辛酯1％～10％。通过控制棒芯粘结剂中石蜡、聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、硬脂酸、乙烯-醋酸乙烯共聚物及邻苯二甲酸二辛酯的含量，调节棒芯粘结剂的成型性、粉末装载量及脱脂速率，与包片30的脱脂速率相协调，防止棒芯20与包片30的脱脂过程中脱脂不均衡，出现裂纹或爆裂的问题，保证陶瓷发热体100的制备效果。
一个实施例中，陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉80％～98％、氧化铝粉2％～20％；陶瓷粉的D50粒径为0.2μm～0.8μm。
一个实施例中，陶瓷发热体100还包括设于包片30的其中一面的电路40，包片30中远离电路40的一面紧密卷套于棒芯20的外周。
上述陶瓷发热体100，应用于电子烟时，电路40产生热量，使烟丝或烟膏产生烟雾，包片30作为电路40的承载体，提供发热场所，棒芯20及包片30的热导率低，大部分的热量可传递至烟丝或烟膏，热量损耗低，进而增大了烟雾量，且陶瓷发热体100抗老化，可长期保持产生烟雾量大的效果，产生的烟雾没有金属异味，提升了使用者的体验感；陶瓷发热体100的硬度、韧性及老化性能佳，使用寿命长。
一种陶瓷发热体100的制备方法，根据结构特征及材料特性，制成性能良好的陶瓷发热体100。所述制备方法包括以下步骤：
S110：取棒芯原料中的陶瓷粉与棒芯粘结剂混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，然后注射成型，得到棒芯生坯。
一个实施例中，陶瓷粉及棒芯粘结剂经过密炼后形成圆柱颗粒，圆柱颗粒的长度为3mm～5mm，直径为1.8mm～2.2mm，颗粒均匀，更容易进料。
一个实施例中，注射成型的料筒温度为150℃～200℃，注射喷嘴的温度为150℃～200℃，注射压力10MPa～100MPa。
S220：取包片中的陶瓷粉与有机浆料混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，得到包片生坯。
一个实施例中，流延成型后对包片生坯按照产品尺寸要求进行冲切，形成预设尺寸的生坯单元。
S440：将陶瓷生坯紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯，经过脱脂、预烧结及烧结，获得陶瓷发热体精坯。
一个实施例中，脱脂的工序为：将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至495℃～510℃脱脂，保持30h～90h，排出棒芯20与包片30中80％以上的粘结剂和有机化合物。
一个实施例中，预烧结工序为：将脱脂后的陶瓷发热体生坯加热到700℃～1200℃进行预烧结，保温1h～6h得到陶瓷发热体素坯。
一个实施例中，烧结工序为：将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1350℃～1550℃，保温1h～3h。
一个实施例中，陶瓷发热体100的制备方法还包括以下步骤：
S400：得到包片生坯后，于包片生坯的其中一面印制电路40，得到印有电路40的包片生坯，然后将陶瓷生坯中远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，进行后续的工序。
一个实施例中，印制电路40的工序为：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯上，形成电路40。使用时，电路40连接电池，作为发热元件提供热量，陶瓷发热体100作为电路40的承载元件。
一个实施例中，金属浆料为铂浆、钨浆和钛浆中的一种，铂、钨及钛导热性和导电性，丝印后可以与包片30紧密连接，且铂、钨及钛化学稳定强，多次加热环境下不易氧化腐蚀。
一个实施例中，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.35μm～0.65μm，流动性佳，电路40均匀，可防止电路40中有较大颗粒，使发热集中于一点，造成糊焦的问题。
上述陶瓷发热体100可应用于电子烟。
以下为具体实施例说明。
实施例1
本实施例的陶瓷发热体的制备方法包括以下步骤：
S100：配制陶瓷粉，棒芯用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉83％、氧化铝粉17％，陶瓷粉的D50粒径选为0.8μm；
包片用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉83％、氧化铝粉17％，陶瓷粉的D50粒径选为0.8μm；
配制棒芯粘结剂，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡16％、聚丙烯12％、低密度聚乙烯49％、高密度聚乙烯10％、硬脂酸1％、乙烯-醋酸乙烯共聚物2％、邻苯二甲酸二辛酯10％；
配制有机浆料，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂73％、分散剂10％及粘结剂17％，溶剂选自乙醇、二甲苯及丁酮，乙醇、二甲苯及丁酮的质量比为2:1:2，分散剂为鱼油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
S110：按体积百分比计，将棒芯用的陶瓷粉45％与棒芯粘结剂55％混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，制成长度为3mm～5mm，直径为2mm的圆柱颗粒，得到喂料；将喂料加入到注射成型机中成型为棒芯生坯，料筒的温度为200℃，注射喷嘴的温度为200℃，注射压力为90MPa。
S220：按质量百分比计，将包片用的陶瓷粉42％与有机浆料58％混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，得到包片生坯。
S400：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯的一面上，形成电路。金属浆料为铂浆，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.35μm。
S440：将陶瓷生坯中远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯；
将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至495℃脱脂，保持60h，然后再加热到900℃进行预烧结，保温6h得到陶瓷发热体素坯；
将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1500℃，保温3h，获得陶瓷发热体精坯。
实施例2
本实施例的陶瓷发热体的制备方法包括以下步骤：
S100：配制陶瓷粉，棒芯用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉80％、氧化铝粉20％，陶瓷粉的D50粒径选为0.5μm；
包片用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉80％、氧化铝粉20％，陶瓷粉的D50粒径选为0.5μm；
配制棒芯粘结剂，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡23％、聚丙烯40％、低密度聚乙烯12％、高密度聚乙烯15％、硬脂酸4％、乙烯-醋酸乙烯共聚物4％、邻苯二甲酸二辛酯2％；
配制有机浆料，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂66％、分散剂14％及粘结剂20％。溶剂为乙醇及甲苯，乙醇及甲苯的质量比为2:3；分散剂为鱼油和磷酸酯，鱼油和磷酸酯的质量比为1:1；粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
S110：按体积百分比计，取棒芯用的陶瓷粉48％与棒芯粘结剂52％混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，制成长度为4mm～5mm，直径为1.8mm的圆柱颗粒，得到喂料；将喂料加入到注射成型机中成型为棒芯生坯，料筒的温度为180℃，注射喷嘴的温度为150℃，注射压力为90MPa。
S220：按质量百分比计，取包片用的陶瓷粉37％与有机浆料63％混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，得到包片生坯。
S400：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯上，形成电路。金属浆料为钛浆，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.55μm。
S440：将陶瓷生坯中远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯；
将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至500℃脱脂，保持30h，然后再加热到1200℃进行预烧结，保温3h得到陶瓷发热体素坯；
将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1450℃，保温3h，获得陶瓷发热体精坯。
实施例3
本实施例的陶瓷发热体的制备方法包括以下步骤：
S100：配制陶瓷粉，棒芯用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉86％、氧化铝粉14％，陶瓷粉的D50粒径选为0.1μm；
包片用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉86％、氧化铝粉14％，陶瓷粉的D50粒径选为0.1μm；
配制棒芯粘结剂，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡26％、聚丙烯11％、低密度聚乙烯10％、高密度聚乙烯50％、硬脂酸1％、乙烯-醋酸乙烯共聚物1％、邻苯二甲酸二辛酯1％；
配制有机浆料，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂75％、分散剂9％及粘结剂16％，溶剂为乙醇，分散剂为磷酸酯，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
S110：按体积百分比计，取棒芯用的陶瓷粉56％与棒芯粘结剂44％混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，制成长度为3mm～4mm，直径为2mm的圆柱颗粒，得到喂料；
将喂料加入到注射成型机中成型为棒芯生坯，料筒的温度为165℃，注射喷嘴的温度为170℃，注射压力为60MPa。
S220：按质量百分比计，取包片用的陶瓷粉55％与有机浆料45％混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，得到包片生坯。
S400：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯上，形成电路。金属浆料为钛浆，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.35μm。
S440：将陶瓷生坯中远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯；
将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至500℃脱脂，保持70h，然后再加热到850℃进行预烧结，保温5h得到陶瓷发热体素坯；
将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1400℃，保温3h，获得陶瓷发热体精坯。
实施例4
本实施例的陶瓷发热体的制备方法包括以下步骤：
S100：配制陶瓷粉，棒芯用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉95％、氧化铝粉5％，陶瓷粉的D50粒径选为0.2μm；
包片用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉95％、氧化铝粉5％，陶瓷粉的D50粒径选为0.2μm；
配制棒芯粘结剂，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡42％、聚丙烯16％、低密度聚乙烯12％、高密度聚乙烯10％、硬脂酸10％、乙烯-醋酸乙烯共聚物9％、邻苯二甲酸二辛酯1％；
配制有机浆料，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂81％、分散剂14％及粘结剂5％，溶剂为丁酮，分散剂为鱼油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
S110：按体积百分比计，取棒芯用的陶瓷粉50％与棒芯粘结剂50％混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，制成长度为3mm～5mm，直径为1.8mm的圆柱颗粒，得到喂料；
将喂料加入到注射成型机中成型为棒芯生坯，料筒的温度为155℃，注射喷嘴的温度为150℃，注射压力为10MPa。
S220：按质量百分比计，取包片用的陶瓷粉69％与有机浆料31％混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，得到包片生坯。
S400：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯上，形成电路。金属浆料为铂浆，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.55μm。
S440：将陶瓷生坯中远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯；
将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至495℃脱脂，保持75h，然后再加热到700℃进行预烧结，保温6h得到陶瓷发热体素坯；
将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1450℃，保温1h，获得陶瓷发热体精坯。
实施例5
本实施例的陶瓷发热体的制备方法包括以下步骤：
S100：配制陶瓷粉，棒芯用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉93％、氧化铝粉7％，陶瓷粉的D50粒径选为0.45μm；
包片用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉93％、氧化铝粉7％，陶瓷粉的D50粒径选为0.45μm；
配制棒芯粘结剂，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡49％、聚丙烯10％、低密度聚乙烯19％％、高密度聚乙烯12％、硬脂酸2％、乙烯-醋酸乙烯共聚物3％、邻苯二甲酸二辛酯5％；
配制有机浆料，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂90％、分散剂0.5％及粘结剂9.5％，溶剂甲苯、二甲苯及丁酮，甲苯、二甲苯及丁酮的质量比为1:3:1，分散剂为磷酸酯，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
S110：按体积百分比计，取棒芯用的陶瓷粉58％与棒芯粘结剂42％混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，制成长度为4mm～5mm，直径为2.2mm的圆柱颗粒，得到喂料；
将喂料加入到注射成型机中成型为棒芯生坯，料筒的温度为160℃，注射喷嘴的温度为200℃，注射压力为20MPa。
S220：按质量百分比计，取包片用的陶瓷粉58％与有机浆料42％混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，然后冲切，得到包片生坯。
S400：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯上，形成电路。金属浆料为铂浆，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.50μm。
S440：将陶瓷生坯的远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯；
将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至505℃脱脂，保持45h，然后再加热到900℃进行预烧结，保温3h得到陶瓷发热体素坯；
将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1500℃，保温1.5h，获得陶瓷发热体精坯。
实施例6
本实施例的陶瓷发热体的制备方法包括以下步骤：
S100：配制陶瓷粉，棒芯用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉90％、氧化铝粉10％，陶瓷粉的D50粒径选为0.3μm；
包片用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉88％、氧化铝粉12％，陶瓷粉的D50粒径选为0.4μm。
配制棒芯粘结剂，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡30％、聚丙烯20％、低密度聚乙烯22％、高密度聚乙烯13％、硬脂酸6％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5％、邻苯二甲酸二辛酯4％；
配制有机浆料，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂60％、分散剂4％及粘结剂10％，溶剂为丁酮，分散剂为鱼油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
S110：按体积百分比计，取棒芯用的陶瓷粉60％与棒芯粘结剂40％混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，制成长度为3mm～5mm，直径为2.1mm的圆柱颗粒，得到喂料；
将喂料加入到注射成型机中成型为棒芯生坯，料筒的温度为160℃，注射喷嘴的温度为170℃，注射压力为40MPa。
S220：按质量百分比计，取包片用的陶瓷粉49％与有机浆料51％混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，得到包片生坯。
S400：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯上，形成电路。金属浆料为钛浆，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.65μm。
S440：将陶瓷生坯的远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯；
将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至510℃脱脂，保持35h，然后再加热到1000℃进行预烧结，保温3h得到陶瓷发热体素坯；
将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1450℃，保温3h，获得陶瓷发热体精坯。
实施例7
本实施例的陶瓷发热体的制备方法包括以下步骤：
S100：配制陶瓷粉，棒芯用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉95％、氧化铝粉5％，陶瓷粉的D50粒径选为0.25μm；
包片用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉95％、氧化铝粉5％，陶瓷粉的D50粒径选为0.25μm；
配制棒芯粘结剂，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡20％、聚丙烯22％、低密度聚乙烯20％、高密度聚乙烯20％、硬脂酸5％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5％、邻苯二甲酸二辛酯8％；
配制有机浆料，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂80％、分散剂5％及粘结剂15％，溶剂为乙醇和丁酮，乙醇和丁酮的质量比为1:1；分散剂为鱼油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
S110：按体积百分比计，取棒芯用的陶瓷粉48％与棒芯粘结剂52％混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，制成长度为3mm～5mm，直径为2mm的圆柱颗粒，得到喂料；
将喂料加入到注射成型机中成型为棒芯生坯，料筒的温度为175℃，注射喷嘴的温度为190℃，注射压力为60MPa。
S220：按质量百分比计，取包片用的陶瓷粉50％与有机浆料50％，混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，得到包片生坯。
S400：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯上，形成电路。金属浆料为铂浆，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.65μm。
S440：将陶瓷生坯的远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯；
将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至500℃脱脂，保持50h，然后再加热到800℃进行预烧结，保温2h得到陶瓷发热体素坯；
将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1450℃，保温2h，获得陶瓷发热体精坯。
实施例8
本实施例的陶瓷发热体的制备方法包括以下步骤：
S100：配制陶瓷粉，棒芯用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉98％、氧化铝粉2％，陶瓷粉的D50粒径选为0.25μm；
包片用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉98％、氧化铝粉2％，陶瓷粉的D50粒径选为0.5μm
配制棒芯粘结剂，棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡30％、聚丙烯20％、低密度聚乙烯20％、高密度聚乙烯13％、硬脂酸5％、乙烯-醋酸乙烯共聚物4％、邻苯二甲酸二辛酯8％；
配制有机浆料，有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂85％、分散剂3％及粘结剂12％，溶剂为乙醇和丁酮，乙醇和丁酮的质量比为1:1；分散剂为鱼油，粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
S110：按体积百分比计，取棒芯用的陶瓷粉55％与棒芯粘结剂45％混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，制成长度为3mm～5mm，直径为2mm的圆柱颗粒，得到喂料；
将喂料加入到注射成型机中成型为棒芯生坯，料筒的温度为160℃，注射喷嘴的温度为185℃，注射压力为60MPa。
S220：按质量百分比计，取包片用的陶瓷粉55％与有机浆料45％，混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料。
S330：将流延浆料流延成型，得到包片生坯。
S400：将金属浆料通过丝网印刷印制于包片生坯上，形成电路。金属浆料为铂浆，金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.45μm。
S440：将陶瓷生坯的远离电路的一面紧密卷套于棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯；
将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至500℃脱脂，保持68h，然后再加热到950℃进行预烧结，保温2h得到陶瓷发热体素坯；
将陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1450℃，保温2h，获得陶瓷发热体精坯。
对比例1
本对比例的陶瓷发热体采用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉100％、氧化铝粉0％，陶瓷粉的D50粒径选为0.25μm。
棒芯粘结剂的组分、有机浆料的组分及陶瓷发热体的制备方法均与实施例7相同。
对比例2
本对比例的陶瓷发热体采用的陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉78％、氧化铝粉22％，陶瓷粉的D50粒径选为0.25μm。
棒芯粘结剂的组分、有机浆料的组分及陶瓷发热体的制备方法均与实施例7相同。
取实施例1至8、对比例1与对比例2的陶瓷发热体及氧化铝材质发热体进行性能测试，测试结果如表1。
其中，导热性的测试方法为：将陶瓷发热体及氧化铝材质发热体的电路通以3.7v/7.4v电压，空载状态下，测量空间的升温速度。
老化试验：陶瓷发热体或氧化铝材质发热体平均温度加热到指定温度(400℃)，停止加热并自由落体到水槽中，产品离水槽10cm。
口感测试：由专业口感体验测试师进行测试。
表1
由表1可知，实施例1至8、对比例2的陶瓷发热体及氧化铝材质发热体的热量损耗均较低，而实施例1至8的陶瓷发热体的抗弯强度、硬度及老化性能较佳，综合性能表现最佳。实施例1至8、对比例2的陶瓷发热体及氧化铝材质发热体应用于电子烟时，实施例1至实施例8的口感效果相对于对比例1、对比例2及氧化铝材质发热体的口感效果更佳，尤其实施例3至8，老化测试达10轮以上，有助于长期保持烟雾量大、味道纯正的效果，使用寿命长，且陶瓷发热体没有金属发热丝，不会产生金属异味，整体提升了使用者的体验感。
氧化铝的含量对陶瓷发热体的导热性影响很大，陶瓷粉中氧化铝的质量含量小于2％时，制成的陶瓷发热体的导热性有明显的升高，即热量损耗较大，抗弯强度及老化性能较差，应用于电子烟时口感表现不够理想；陶瓷粉中氧化铝的质量含量大于20％时，虽然导热性佳，但抗弯强度及老化性均有不同程度降低，应用于电子烟时口感表现不够理想，说明陶瓷粉中氧化铝的质量含量为2％～20％时陶瓷发热体的热损耗量较低，适用于作为供热元件的载体。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种陶瓷粉，其特征在于，所述陶瓷粉包括钇稳定氧化锆及氧化铝，所述氧化铝于所述陶瓷粉中的质量百分含量为2％～20％，所述钇稳定氧化锆粉于所述陶瓷粉中的质量百分含量≥80％。
2.根据权利要求1所述的陶瓷粉，其特征在于，所述陶瓷粉中所述钇稳定氧化锆粉的质量百分含量为80％～98％；所述钇稳定氧化锆及氧化铝的D50粒径均小于1μm。
3.一种陶瓷发热体，其特征在于，包括棒芯及卷套于所述棒芯外周的包片；制备所述包片的原料包括以下质量百分含量的组分：陶瓷粉37％～70％及有机浆料28％～60％；所述陶瓷粉包括以下质量百分含量的组分：钇稳定氧化锆粉80％～98％、氧化铝粉2％～20％，所述钇稳定氧化锆粉及氧化铝粉的质量百分含量为占所述陶瓷粉总重量的百分比。
4.根据权利要求3所述的陶瓷发热体，其特征在于，所述有机浆料包括以下质量百分含量的组分：溶剂65％～90％、分散剂0.5％～15％、粘结剂5％～20％，溶剂、分散剂及粘结剂的质量百分含量为占所述有机浆料总重量的百分比；所述溶剂选自乙醇、甲苯、二甲苯、丁酮中的一种或几种；所述分散剂为鱼油和/或磷酸酯；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛。
5.根据权利要求3所述的陶瓷发热体，其特征在于，制备所述棒芯的原料包括以下体积百分含量的组分：陶瓷粉45％～60％及棒芯粘结剂40％～55％；所述棒芯粘结剂包括以下质量百分含量的组分：石蜡15％～50％、聚丙烯10％～40％、低密度聚乙烯10％～50％、高密度聚乙烯10％～50％、硬脂酸1％～10％、乙烯-醋酸乙烯共聚物1％～10％和邻苯二甲酸二辛酯1％～10％。
6.一种如权利要求3-5中任一项所述的陶瓷发热体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取棒芯原料中的陶瓷粉与棒芯粘结剂混合均匀，并投入密炼机中进行密炼，然后注射成型，得到棒芯生坯；
取包片原料中的陶瓷粉与有机浆料混合均匀，然后投入球磨机中进行球磨，得到分散均匀流延浆料；
将流延浆料流延成型，得到包片生坯；
将所述陶瓷生坯紧密卷套于所述棒芯生坯，得到陶瓷发热体生坯，经过脱脂、预烧结及烧结，获得陶瓷发热体精坯。
7.根据权利要求6所述的陶瓷发热体的制备方法，其特征在于，所述陶瓷发热体的制备方法还包括以下步骤：得到所述包片生坯后，于所述陶瓷生坯的其中一面印制电路；所述印制电路的工序为：将金属浆料丝印于所述包片生坯上，于所述包片生坯的其中一面印制电路；所述金属浆料为铂浆、钨浆和钛浆中的一种；所述金属浆料的金属颗粒D50粒径为0.35μm～0.65μm。
8.根据权利要求6所述的陶瓷发热体的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉及棒芯粘结剂经过密炼后形成圆柱颗粒；注射成型的料筒温度为150℃～200℃，注射喷嘴的温度为150℃～200℃，注射压力10MPa～100MPa。
9.根据权利要求6所述的陶瓷发热体的制备方法，其特征在于，所述脱脂的工序为：将陶瓷发热体生坯置于热脱脂炉中，于空气气氛下自室温加热至495℃～510℃脱脂，保持30h～90h；所述预烧结工序为：将脱脂后的所述陶瓷发热体生坯加热到700℃～1200℃进行预烧结，保温1h～6h得到陶瓷发热体素坯；所述烧结工序为：将所述陶瓷发热体素坯置于高温烧结炉中于空气气氛下进行烧结得到陶瓷发热体精坯，烧结温度1350℃～1550℃，保温1h～3h。
10.一种如权利要求3至5任一项所述的陶瓷发热体在电子烟中的应用。
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