CN109587850A - 制作内热式陶瓷加热棒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制作内热式陶瓷加热棒的方法，应用于内热式陶瓷加热棒的生产。所述内热式陶瓷加热棒包括柱面陶瓷外衬环；卷曲瓷片烧结在柱面陶瓷外衬环的内表面。制作内热式陶瓷加热棒的方法包括将正背面浆料线路流延片卷曲在柱面陶瓷棒上；它按以下步骤：在正背面浆料线路流延片的正面和背面皆喷涂上粘接剂，每面贴上离型纸得双面离型纸正背面浆料线路流延片；在双面离型纸正背面浆料线路流延片的背面喷涂上粘接剂，然后使用金属圆棒将双面离型纸正背面浆料线路流延片卷贴在金属圆棒上。具有向内热传递效率快，拓宽和改善了陶瓷加热棒的直接应用领域的应用效果，也使外部受热的物体更加安全，烧结中流延片单位面积皆得到陶瓷衬芯的支撑靠实的优点。

Description

制作内热式陶瓷加热棒的方法
技术领域
本发明涉及制作内热式陶瓷加热棒的方法，应用于制作内热式陶瓷加热棒；所述内热式陶瓷加热棒用于向棒体外侧物体供应热量以及直接加热安装在棒体内部空腔的物体或从棒体内部空腔穿过的空气流。
背景技术
使用电能的陶瓷加热棒，包括柱面陶瓷衬芯及通过烧结紧附在柱面陶瓷衬芯外侧面的卷曲陶瓷片。柱面陶瓷衬芯是一种柱面陶瓷棒。所述柱面陶瓷棒是陶瓷材料的，两端平整，侧面外表形状为柱面，端面与侧面相垂。而卷曲陶瓷片内表面带发热线路以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路和第二导电线路；卷曲陶瓷片外表面带第一焊接盘材料烧结层和第二焊接盘材料烧结层。第一导电线路通过第一壁孔内的导电烧结物质与第一焊接盘材料烧结层电连接；第二导电线路通过第二壁孔内的导电烧结物质与第二焊接盘材料烧结层电连接。第一电极引线通过钎焊与第一焊接盘材料烧结层连接；第二电极引线通过钎与第二焊接盘材料烧结层连接。其不足是作为焊接盘使用的第一焊接盘材料烧结层和第二焊接盘材料烧结层属于金属化物质且大面积暴露，难以满足人们使用它所需的绝缘要求。
为了改善绝缘性能，中国实用新型专利公告了题为《内电极引线陶瓷加热棒》(公告号为CN 20858195 U)的发明创造,它包括柱面陶瓷衬芯及通过烧结紧附在柱面陶瓷衬芯外侧面的卷曲陶瓷片；第一电极引线和第二电极引线；所述卷曲陶瓷片带第一焊接盘材料烧结层和第二焊接盘材料烧结层；内表面带发热线路以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路和第二导电线路；第一电极引线通过钎焊与第一焊接盘材料烧结层连接；第二电极引线通过钎与第二焊接盘材料烧结层连接；第一焊接盘材料烧结层和第二焊接盘材料烧结层烧结在卷曲陶瓷片内表面上；第一导电线路和第二导电线路分别与第一焊接盘材料烧结层和第二焊接盘材料烧结层直接电连结。棒体空心有通孔，虽然能用于向棒体外侧物体供应热量，也能用于直接加热安装在棒体内部空腔的物体或从棒体内部空腔穿过的空气流，但柱面陶瓷衬芯端头开焊接槽，烧结中流延片在焊接槽部位失去柱面陶瓷衬芯外表的支撑，影响了生产中烧结的成品率和标准化生产；柱面陶瓷衬芯所带通孔腔壁厚，也影响了通过对流和传导的方式向空腔内部物体或流动的空气传递热量的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种制作内热式陶瓷加热棒的方法，所述内热式陶瓷加热棒：(a)包括电流传导线路和发热线路，卷曲瓷片；电流传导线路包括第一电流传导线路和第二电流传导线路；第一电流传导线路由第一电极引线、第一焊接盘材料烧结层、第一导电线路组成；第二电流传导线路由第二电极引线、第二焊接盘材料烧结层、第二导电线路组成；发热线路以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路和第二导电线路分布在卷曲瓷片上；第一电极引线通过钎焊焊接在第一焊接盘材料烧结层上，第二电极引线通过钎焊焊接在第二焊接盘材料烧结层上；第一导电线路与第一焊接盘材料烧结层相连，第二导电线路与第二焊接盘材料烧结层相连；(b)还包括柱面陶瓷外衬环；卷曲瓷片烧结在柱面陶瓷外衬环的内表面；卷曲瓷片正面紧贴在柱面陶瓷外衬环的内表面；发热线路以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路和第二导电线路分布在卷曲瓷片正面；第一焊接盘材料烧结层和第二焊接盘材料烧结层皆分布在卷曲瓷片背面；第一导电线路通过第一卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质与第一焊接盘材料烧结层连接；第二导电线路通过第二卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质与第二焊接盘材料烧结层连接。所提供的制作方法在烧结中流延片每单位面积皆得到陶瓷衬芯有效支撑的，而第一电极引线和第二电极引线皆为内电极引线。
本发明的目的可以通过下述技术方案来达到：
制作内热式陶瓷加热棒的方法，(a)所述内热式陶瓷加热棒包括电流传导线路和发热线路，卷曲瓷片；电流传导线路包括第一电流传导线路和第二电流传导线路；第一电流传导线路由第一电极引线、第一焊接盘材料烧结层、第一导电线路组成；第二电流传导线路由第二电极引线、第二焊接盘材料烧结层、第二导电线路组成；发热线路以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路和第二导电线路分布在卷曲瓷片上；第一电极引线通过钎焊焊接在第一焊接盘材料烧结层上，第二电极引线通过钎焊焊接在第二焊接盘材料烧结层上；第一导电线路与第一焊接盘材料烧结层相连，第二导电线路与第二焊接盘材料烧结层相连；
(b)所述内热式陶瓷加热棒的制作方法，包括：
(i)制作柱面陶瓷棒；
(ii)制作流延片并在流延片上印刷高温发热浆料得到正背面浆料线路流延片；
(iii)将正背面浆料线路流延片卷曲在柱面陶瓷棒上得流延片陶瓷棒结合体；
(iv)高温烧结流延片陶瓷棒结合体，使正背面浆料线路流延片形成卷曲陶瓷片并使卷曲陶瓷片与柱面陶瓷棒烧结成一体；
其特征是：
(c)所述内热式陶瓷加热棒还包括柱面陶瓷外衬环；卷曲瓷片烧结在柱面陶瓷外衬环的内表面；卷曲瓷片正面紧贴在柱面陶瓷外衬环的内表面；发热线路以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路和第二导电线路分布在卷曲瓷片正面；第一焊接盘材料烧结层和第二焊接盘材料烧结层皆分布在卷曲瓷片背面；第一导电线路通过第一卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质与第一焊接盘材料烧结层连接；第二导电线路通过第二卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质与第二焊接盘材料烧结层连接；
(d)i所述柱面陶瓷棒是柱面陶瓷外衬环；
iii所述将正背面浆料线路流延片卷曲在柱面陶瓷棒上按以下步骤进行：
(v)在正背面浆料线路流延片的正面和背面皆喷涂上粘接剂，每面贴上离型纸得双面离型纸正背面浆料线路流延片；
(vi)在双面离型纸正背面浆料线路流延片的背面喷涂上粘接剂，然后使用金属圆棒将双面离型纸正背面浆料线路流延片卷贴在金属圆棒上；卷曲时双面离型纸正背面浆料线路流延片的背面与金属圆棒相粘合，正面在外；
(vii)将柱面陶瓷外衬环和卷曲着双面离型纸正背面浆料线路流延片的金属圆棒放置在金属板上加热；
(viii)正背面浆料线路流延片受热软化后，剥离正背面浆料线路流延片外层的离型纸，将柱面陶瓷外衬环套在正背面浆料线路流延片外，双手持着金属圆棒两端，在金属板上来回滚动，使正背面浆料线路流延片的正面贴在柱面陶瓷外衬环内表面，直至正背面浆料线路流延片紧贴在陶瓷外衬环内表面上，背面离型纸脱离流延片，抽出金属圆棒。
本发明具有如下优点：
1、卷曲瓷片由流延片烧结形成，流延片本身相当薄，只有0.1～0.2毫米，所以向内热传递效率快，电热能可直接传递给内部受热物体或者从内部流过的空气，无须通过陶瓷棒载体导热。
2、受热体在内部，例如：外热式电烙铁，管道加热，热风枪，生物颗粒点火器等，拓宽和改善了陶瓷加热棒的直接应用领域的应用效果。
3、对于外部受热体，这种加热方式增加了高温产品的绝缘性能；也使外部受热的物体更加安全。
4、烧结中流延片单位面积皆得到陶瓷衬芯的支撑靠实。
附图说明
图1是本发明卷曲陶瓷片的展开结构示意图。
图中2是发热线路，3是第一导电线路，4是第一卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质，5是第一焊接盘材料烧结层，6是第二焊接盘材料烧结层，7是第二卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质，8是第二导电线路。
图2是本发明内热式陶瓷加热棒局部剖开的结构示意图。
图中10是柱面陶瓷外衬环，11是卷曲瓷片，5是第一焊接盘材料烧结层，12是第一电极引线，13是第二电极引线，6是第二焊接盘材料烧结层。
具体实施方式
内热式陶瓷加热棒，包括电流传导线路和发热线路(2)，卷曲瓷片(11)；电流传导线路包括第一电流传导线路和第二电流传导线路；第一电流传导线路由第一电极引线(12)、第一焊接盘材料烧结层(5)、第一导电线路(3)组成；第二电流传导线路由第二电极引线(13)、第二焊接盘材料烧结层(6)、第二导电线路组成(8)；发热线路(2)以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路(3)和第二导电线路(8)分布在卷曲瓷片上；第一电极引线(12)通过钎焊焊接在第一焊接盘材料烧结层(5)上，第二电极引线(13)通过钎焊焊接在第二焊接盘材料烧结层(6)上；第一导电线路(3)与第一焊接盘材料烧结层(5)相连，第二导电线路(8)与第二焊接盘材料烧结层(6)相连。
本发明内热式陶瓷加热棒的改进之处是：还包括柱面陶瓷外衬环(10)。柱面陶瓷外衬环，直圆棒状，内部有同长的直通空腔。因此其外表面是柱面，内表面也是柱面；横断面轮廓图为两个同心圆。内表面用于烧结附着卷曲瓷片，外表面用于同受热物体接触，实现热传导。卷曲瓷片(11)烧结在柱面陶瓷外衬环(10)的内表面，卷曲瓷片正面紧贴在柱面陶瓷外衬环的内表面。卷曲瓷片由流延片烧结形成。紧贴在柱面陶瓷外衬环内表面的流延片经烧结工艺后就形成烧结在柱面陶瓷外衬环内表面的卷曲瓷片(11)。发热线路(2)以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路(3)和第二导电线路(8)分布在卷曲瓷片正面。卷曲瓷片正面紧贴在柱面陶瓷外衬环(10)的内表面。第一焊接盘材料烧结层(5)、第二焊接盘材料烧结层皆分布在卷曲瓷片背面。卷曲瓷片背面闭合成柱面，所包围的空腔是成品棒体内部空腔，供需加热的流动空气通过或用于容纳需要加热的物体。第一导电线路(3)通过第一卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质(4)与第一焊接盘材料烧结层(5)相连，第二导电线路(8)通过第二卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质(7)与第二焊接盘材料烧结层(6)相连。第一卷曲瓷片壁孔和第二卷曲瓷片壁孔系烧结前流延片上贯通的两个小孔，孔内填充导电材料。导电材料烧结后即成导电烧结物质。导电烧结物质将卷曲瓷片正背两面的导电线路和焊接盘材料烧结层电连接。
本发明内热式陶瓷加热棒的制作方法包括：
(i)制作柱面陶瓷棒；
(ii)制作流延片并在流延片上印刷高温发热浆料得到正背面浆料线路流延片；
(iii)将正背面浆料线路流延片卷曲在柱面陶瓷棒上得流延片陶瓷棒结合体；
(iv)高温烧结流延片陶瓷棒结合体，使正背面浆料线路流延片形成卷曲陶瓷片并使卷曲陶瓷片与柱面陶瓷棒烧结成一体。
本发明内热式陶瓷加热棒的制作方法特点是：
i所述柱面陶瓷棒是柱面陶瓷外衬环；
iii所述将正背面浆料线路流延片卷曲在柱面陶瓷棒上按以下步骤进行：
(v)在正背面浆料线路流延片的正面和背面皆喷涂上粘接剂，每面贴上离型纸得双面离型纸正背面浆料线路流延片。
(vi)在双面离型纸正背面浆料线路流延片的背面喷涂上粘接剂，然后使用金属圆棒将双面离型纸正背面浆料线路流延片卷贴在金属圆棒上；卷曲时双面离型纸正背面浆料线路流延片的背面与金属圆棒相粘合，正面在外；所述金属圆棒的直径为柱面陶瓷外衬环内圆直径的0.5～0.9倍，长度为柱面陶瓷外衬环的长度的3～8倍。
(vii)将柱面陶瓷外衬环和卷曲着双面离型纸正背面浆料线路流延片的金属圆棒放置在金属板上加热，金属板的表面温度为40～60℃。
(viii)正背面浆料线路流延片受热软化后，剥离正背面浆料线路流延片外层的离型纸，将柱面陶瓷外衬环套在正背面浆料线路流延片外，双手持着金属圆棒两端，在金属板上来回滚动，使正背面浆料线路流延片的正面贴在柱面陶瓷外衬环内表面，直至正背面浆料线路流延片紧贴在陶瓷外衬环内表面上，背面离型纸脱离流延片，抽出金属圆棒。
本发明使用时，第一电极引线和第二电极引线分别接电源的两极。接通电源后，电流流经卷曲陶瓷片正面上的发热线路后即产生热量。由于卷曲陶瓷片很薄，卷曲陶瓷片升温迅速，能以高温度梯度向柱面陶瓷外衬环套内部空腔传导热量，使位于空腔内的物体或从空腔内流过的空气迅速提升温度。同时，因为柱面陶瓷外衬环的侧壁相对较厚，向环外物体传输热量时则以较低的温度梯度进行，但提高了对外部受热物体的绝缘性能。从径向看，向外传输热量时热量被分散；而向内传输过程中则热量被集中。所以，本发明有别于现有技术中普遍使用热量向外分散传播的规律，使用了向内集中热量传播的规律加热物体，使直接应用领域得到拓宽和直接应用领域的热量利用得到改善。

Claims (1)

1.制作内热式陶瓷加热棒的方法，(a)所述内热式陶瓷加热棒包括电流传导线路和发热线路(2)，卷曲瓷片(11)；电流传导线路包括第一电流传导线路和第二电流传导线路；第一电流传导线路由第一电极引线(12)、第一焊接盘材料烧结层(5)、第一导电线路(3)组成；第二电流传导线路由第二电极引线(13)、第二焊接盘材料烧结层(6)、第二导电线路组成(8)；发热线路(2)以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路(3)和第二导电线路(8)分布在卷曲瓷片上；第一电极引线(12)通过钎焊焊接在第一焊接盘材料烧结层(5)上，第二电极引线(13)通过钎焊焊接在第二焊接盘材料烧结层(6)上；第一导电线路(3)与第一焊接盘材料烧结层(5)相连，第二导电线路(8)与第二焊接盘材料烧结层(6)相连；
(b)所述内热式陶瓷加热棒的制作方法，包括：
(i)制作柱面陶瓷棒；
(ii)制作流延片并在流延片上印刷高温发热浆料得到正背面浆料线路流延片；
(iii)将正背面浆料线路流延片卷曲在柱面陶瓷棒上得流延片陶瓷棒结合体；
(iv)高温烧结流延片陶瓷棒结合体，使正背面浆料线路流延片形成卷曲陶瓷片并使卷曲陶瓷片与柱面陶瓷棒烧结成一体；
其特征是：
(c)所述内热式陶瓷加热棒还包括柱面陶瓷外衬环(10)；卷曲瓷片(11)烧结在柱面陶瓷外衬环(10)的内表面；卷曲瓷片正面紧贴在柱面陶瓷外衬环的内表面；发热线路(2)以及分别连接在发热线路两端的第一导电线路(3)和第二导电线路(8)分布在卷曲瓷片正面；第一焊接盘材料烧结层(5)和第二焊接盘材料烧结层皆分布在卷曲瓷片背面；第一导电线路(3)通过第一卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质(4)与第一焊接盘材料烧结层(5)相连，第二导电线路(8)通过第二卷曲瓷片壁孔内的导电烧结物质(7)与第二焊接盘材料烧结层(6)相连；
(d)i所述柱面陶瓷棒是柱面陶瓷外衬环；
iii所述将正背面浆料线路流延片卷曲在柱面陶瓷棒上按以下步骤进行：
(v)在正背面浆料线路流延片的正面和背面皆喷涂上粘接剂，每面贴上离型纸得双面离型纸正背面浆料线路流延片；
(vi)在双面离型纸正背面浆料线路流延片的背面喷涂上粘接剂，然后使用金属圆棒将双面离型纸正背面浆料线路流延片卷贴在金属圆棒上；卷曲时双面离型纸正背面浆料线路流延片的背面与金属圆棒相粘合，正面在外；
(vii)将柱面陶瓷外衬环和卷曲着双面离型纸正背面浆料线路流延片的金属圆棒放置在金属板上加热；
(viii)正背面浆料线路流延片受热软化后，剥离正背面浆料线路流延片外层的离型纸，将柱面陶瓷外衬环套在正背面浆料线路流延片外，双手持着金属圆棒两端，在金属板上来回滚动，使正背面浆料线路流延片的正面贴在柱面陶瓷外衬环内表面，直至正背面浆料线路流延片紧贴在陶瓷外衬环内表面上，背面离型纸脱离流延片，抽出金属圆棒。
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