CN110560680B - 一种高导热发热丝的制备工艺 - Google Patents

一种高导热发热丝的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电热元件技术领域，提供一种高导热发热丝的制备工艺，本发明通过使用α‑Al2O3粉烧结制得的陶瓷作为绝缘材料，能够在使用发热丝进行雾化的过程中，使陶瓷起到较好的绝缘作用，而且在α‑Al2O3粉中加入玻璃粉、CaF2、SiO2、MgO、TiO2和Fe2O3，既能够提高陶瓷的熔点，又能够在一定程度上增强陶瓷的硬度；本发明的发热丝采用金属制得，以(Ti，10W，10Mo)C粉末、Ni粉末、Ni粉末、Mn粉末和Cr粉末作为发热丝的原材料进行烧结，能够增强发热丝的导热性能，而且在对以上金属粉末进行混合的过程加入石蜡作为粘结剂，能够使金属粉末之间混合的更加均匀，从而能够在增强发热丝的导热性能的基础上使其发热更加均匀，实用性强。

Description

一种高导热发热丝的制备工艺
技术领域
本发明涉及电热元件技术领域，具体涉及一种高导热发热丝的制备工艺。
背景技术
电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。它是通过雾化等手段，将尼古丁等变成蒸汽后，让用户吸食的一种产品。一代电子烟的设计从外型上完全是模仿普通真烟的形状，烟弹是黄色，烟体是白色。但是，随着人们对第一代电子烟的使用越来越多，尤其是国外客户，慢慢的在使用过程中就发现了第一代电子烟的许多缺点，主要是表现在雾化器上面。第一代电子烟的雾化器很容易烧断，另外在更换烟弹的时候，容易伤害到雾化器的尖头部位。日积月累就会完全磨坏，最后导致雾化器不出烟。二代电子烟要比一代电子烟稍长，直径一般为9.25毫米，最主要的特点是雾化器经过了改进，雾化器外面带有保护罩，烟弹是插入到雾化器里面，而一代电子烟是雾化器插入到烟弹里面，两个正好相反。二代电子烟最为显著的特点就是把烟弹与雾化器进行了合并。第三代电子烟是采用一次性雾化器烟弹，相当于雾化器也是一次性的，解决了以前的问题，质量有很大的提升，并且外观和原材料做了更换。
在电子烟中，主要靠发热丝来达到雾化的效果，但是现有技术的发热丝导热能够较差，因此研制出一种具有较好导热性能的发热丝成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高导热发热丝的制备工艺，解决了现有技术电子烟中的发热丝导热性能较差的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高导热发热丝的制备工艺，包括以下步骤：
S1、取30-40份α-Al2O3粉、7-9份玻璃粉、3-5份CaF2、5-8份SiO2、2-3份MgO、2-4份TiO2和5-9份Fe2O3放入密炼机内进行混炼，并向其中加入15-18份粘结剂，在150-180℃的条件下混炼20-30min；
S2、对S1中混炼制得的块状物进行冷却，并在冷却的过程中使用粉碎机对其进行粉碎，制备粉末，所得记为陶瓷粉末；
S3、取20-26份(Ti，10W，10Mo)C粉末、8-9份Ni粉末、3-6份Fe粉末、4-5份Mn粉末、5-7份Cr粉末和10-15份石蜡放入密炼机内，在170℃的条件下混炼20-25min；
S4、对S3中混炼制得的块状物进行边冷却边粉碎，将粉碎后所得的粉末进行高温熔融，并在真空的条件下拉丝成型，所得记为样坯A；
S5、按照指定形状将S2中的陶瓷粉末通过喂料注射成型的工艺包裹在S4中样坯A的表面，所得记为样坯B；
S6、对S5中制得的样坯B进行脱脂，脱脂工艺为：以3℃/min的速率升温至220℃后保温50-70min，然后以10℃/min升高到300℃后保温60min，保温后将其温度将至室温；
S7、对经过S6处理的样坯B进行共烧，烧结后所得即为高导热发热丝。
更进一步地，所述S1中的α-Al2O3粉的粒度为5-8μm。
更进一步地，所述S1中玻璃粉的制备方法为：使用球磨机对普通钠钙玻璃进行研磨，研磨后经筛网过滤即为玻璃粉。
更进一步地，所述S1中的粘结剂为聚丙烯、硬脂酸和石蜡中两种或三种的混合物。
更进一步地，所述S4中的熔融温度为930-950℃。
更进一步地，所述S7中的烧结工艺为：
a、以5℃/min的速率升温至300℃后，采用抽真空排碳，然后以2℃/min的速率升温至400℃后，保温10-15min；
b、再以6℃/min的速率升温至900℃后保温20min，然后以6℃/min的速率升温至1400℃后保温120min；
c、最后以3℃/min的速率进行降温，直至温度降为室温。
更进一步地，所述烧结工艺的升温和降温过程中均采用干燥氩气进行保护。
有益效果
本发明提供了一种高导热发热丝的制备工艺，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：
本发明通过使用α-Al2O3粉烧结制得的陶瓷作为绝缘材料，能够在使用发热丝进行雾化的过程中，使陶瓷起到较好的绝缘作用，而且在α-Al2O3粉中加入玻璃粉、CaF2、SiO2、MgO、TiO2和Fe2O3，既能够提高陶瓷的熔点，又能够在一定程度上增强陶瓷的硬度；本发明的发热丝采用金属制得，以(Ti，10W，10Mo)C粉末、Ni粉末、Ni粉末、Mn粉末和Cr粉末作为发热丝的原材料进行烧结，能够增强发热丝的导热性能，而且在对以上金属粉末进行混合的过程加入石蜡作为粘结剂，能够使金属粉末之间混合的更加均匀，从而能够在一定程度上防止本发明制得的发热丝导热不匀的现象发生，在增强发热丝的导热性能的基础上使其发热更加均匀，实用性强。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种高导热发热丝的制备工艺，包括以下步骤：
S1、取30份α-Al2O3粉、8份玻璃粉、3份CaF2、8份SiO2、2份MgO、3份TiO2和7份Fe2O3放入密炼机内进行混炼，并向其中加入15份粘结剂，在170℃的条件下混炼25min；
S2、对S1中混炼制得的块状物进行冷却，并在冷却的过程中使用粉碎机对其进行粉碎，制备粉末，所得记为陶瓷粉末；
S3、取26份(Ti，10W，10Mo)C粉末、8份Ni粉末、3份Fe粉末、4份Mn粉末、6份Cr粉末和10份石蜡放入密炼机内，在170℃的条件下混炼20min；
S4、对S3中混炼制得的块状物进行边冷却边粉碎，将粉碎后所得的粉末进行高温熔融，并在真空的条件下拉丝成型，所得记为样坯A；
S5、按照指定形状将S2中的陶瓷粉末通过喂料注射成型的工艺包裹在S4中样坯A的表面，所得记为样坯B；
S6、对S5中制得的样坯B进行脱脂，脱脂工艺为：以3℃/min的速率升温至220℃后保温70min，然后以10℃/min升高到300℃后保温60min，保温后将其温度将至室温；
S7、对经过S6处理的样坯B进行共烧，烧结后所得即为高导热发热丝。
更进一步地，S1中的α-Al2O3粉的粒度为5-8μm。
更进一步地，S1中玻璃粉的制备方法为：使用球磨机对普通钠钙玻璃进行研磨，研磨后经筛网过滤即为玻璃粉。
更进一步地，S1中的粘结剂为聚丙烯、硬脂酸和石蜡中两种或三种的混合物。
更进一步地，S4中的熔融温度为930℃。
更进一步地，S7中的烧结工艺为：
a、以5℃/min的速率升温至300℃后，采用抽真空排碳，然后以2℃/min的速率升温至400℃后，保温12min；
b、再以6℃/min的速率升温至900℃后保温20min，然后以6℃/min的速率升温至1400℃后保温120min；
c、最后以3℃/min的速率进行降温，直至温度降为室温。
更进一步地，烧结工艺的升温和降温过程中均采用干燥氩气进行保护。
实施例2：
本实施例的一种高导热发热丝的制备工艺，包括以下步骤：
S1、取40份α-Al2O3粉、9份玻璃粉、4份CaF2、6份SiO2、3份MgO、4份TiO2和5份Fe2O3放入密炼机内进行混炼，并向其中加入17份粘结剂，在180℃的条件下混炼20min；
S2、对S1中混炼制得的块状物进行冷却，并在冷却的过程中使用粉碎机对其进行粉碎，制备粉末，所得记为陶瓷粉末；
S3、取23份(Ti，10W，10Mo)C粉末、9份Ni粉末、4份Fe粉末、5份Mn粉末、5份Cr粉末和12份石蜡放入密炼机内，在170℃的条件下混炼25min；
S4、对S3中混炼制得的块状物进行边冷却边粉碎，将粉碎后所得的粉末进行高温熔融，并在真空的条件下拉丝成型，所得记为样坯A；
S5、按照指定形状将S2中的陶瓷粉末通过喂料注射成型的工艺包裹在S4中样坯A的表面，所得记为样坯B；
S6、对S5中制得的样坯B进行脱脂，脱脂工艺为：以3℃/min的速率升温至220℃后保温50min，然后以10℃/min升高到300℃后保温60min，保温后将其温度将至室温；
S7、对经过S6处理的样坯B进行共烧，烧结后所得即为高导热发热丝。
更进一步地，S1中的α-Al2O3粉的粒度为5-8μm。
更进一步地，S1中玻璃粉的制备方法为：使用球磨机对普通钠钙玻璃进行研磨，研磨后经筛网过滤即为玻璃粉。
更进一步地，S1中的粘结剂为聚丙烯、硬脂酸和石蜡中两种或三种的混合物。
更进一步地，S4中的熔融温度为940℃。
更进一步地，S7中的烧结工艺为：
a、以5℃/min的速率升温至300℃后，采用抽真空排碳，然后以2℃/min的速率升温至400℃后，保温10min；
b、再以6℃/min的速率升温至900℃后保温20min，然后以6℃/min的速率升温至1400℃后保温120min；
c、最后以3℃/min的速率进行降温，直至温度降为室温。
更进一步地，烧结工艺的升温和降温过程中均采用干燥氩气进行保护。
实施例3：
本实施例的一种高导热发热丝的制备工艺，包括以下步骤：
S1、取35份α-Al2O3粉、7份玻璃粉、5份CaF2、5份SiO2、3份MgO、2份TiO2和9份Fe2O3放入密炼机内进行混炼，并向其中加入18份粘结剂，在150℃的条件下混炼30min；
S2、对S1中混炼制得的块状物进行冷却，并在冷却的过程中使用粉碎机对其进行粉碎，制备粉末，所得记为陶瓷粉末；
S3、取20份(Ti，10W，10Mo)C粉末、8份Ni粉末、6份Fe粉末、4份Mn粉末、7份Cr粉末和15份石蜡放入密炼机内，在170℃的条件下混炼23min；
S4、对S3中混炼制得的块状物进行边冷却边粉碎，将粉碎后所得的粉末进行高温熔融，并在真空的条件下拉丝成型，所得记为样坯A；
S5、按照指定形状将S2中的陶瓷粉末通过喂料注射成型的工艺包裹在S4中样坯A的表面，所得记为样坯B；
S6、对S5中制得的样坯B进行脱脂，脱脂工艺为：以3℃/min的速率升温至220℃后保温60min，然后以10℃/min升高到300℃后保温60min，保温后将其温度将至室温；
S7、对经过S6处理的样坯B进行共烧，烧结后所得即为高导热发热丝。
更进一步地，S1中的α-Al2O3粉的粒度为5-8μm。
更进一步地，S1中玻璃粉的制备方法为：使用球磨机对普通钠钙玻璃进行研磨，研磨后经筛网过滤即为玻璃粉。
更进一步地，S1中的粘结剂为聚丙烯、硬脂酸和石蜡中两种或三种的混合物。
更进一步地，S4中的熔融温度为950℃。
更进一步地，S7中的烧结工艺为：
a、以5℃/min的速率升温至300℃后，采用抽真空排碳，然后以2℃/min的速率升温至400℃后，保温15min；
b、再以6℃/min的速率升温至900℃后保温20min，然后以6℃/min的速率升温至1400℃后保温120min；
c、最后以3℃/min的速率进行降温，直至温度降为室温。
更进一步地，烧结工艺的升温和降温过程中均采用干燥氩气进行保护。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种高导热发热丝的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取30-40份α-Al2O3粉、7-9份玻璃粉、3-5份CaF2、5-8份SiO2、2-3份MgO、2-4份TiO2和5-9份Fe2O3放入密炼机内进行混炼，并向其中加入15-18份粘结剂，在150-180℃的条件下混炼20-30min；
S2、对S1中混炼制得的块状物进行冷却，并在冷却的过程中使用粉碎机对其进行粉碎，制备粉末，所得记为陶瓷粉末；
S3、取20-26份(Ti，10W，10Mo)C粉末、8-9份Ni粉末、3-6份Fe粉末、4-5份Mn粉末、5-7份Cr粉末和10-15份石蜡放入密炼机内，在170℃的条件下混炼20-25min；
S4、对S3中混炼制得的块状物进行边冷却边粉碎，将粉碎后所得的粉末进行高温熔融，并在真空的条件下拉丝成型，所得记为样坯A；
S5、按照指定形状将S2中的陶瓷粉末通过喂料注射成型的工艺包裹在S4中样坯A的表面，所得记为样坯B；
S6、对S5中制得的样坯B进行脱脂，脱脂工艺为：以3℃/min的速率升温至220℃后保温50-70min，然后以10℃/min升高到300℃后保温60min，保温后将其温度将至室温；
S7、对经过S6处理的样坯B进行共烧，烧结后所得即为高导热发热丝。
2.根据权利要求1所述的一种高导热发热丝的制备工艺，其特征在于，所述S1中的α-Al2O3粉的粒度为5-8μm。
3.根据权利要求1所述的一种高导热发热丝的制备工艺，其特征在于，所述S1中玻璃粉的制备方法为：使用球磨机对普通钠钙玻璃进行研磨，研磨后经筛网过滤即为玻璃粉。
4.根据权利要求1所述的一种高导热发热丝的制备工艺，其特征在于，所述S1中的粘结剂为聚丙烯、硬脂酸和石蜡中两种或三种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高导热发热丝的制备工艺，其特征在于，所述S4中的熔融温度为930-950℃。
6.根据权利要求1所述的一种高导热发热丝的制备工艺，其特征在于，所述S7中的烧结工艺为：
a、以5℃/min的速率升温至300℃后，采用抽真空排碳，然后以2℃/min的速率升温至400℃后，保温10-15min；
b、再以6℃/min的速率升温至900℃后保温20min，然后以6℃/min的速率升温至1400℃后保温120min；
c、最后以3℃/min的速率进行降温，直至温度降为室温。
7.根据权利要求6所述的一种高导热发热丝的制备工艺，其特征在于，所述烧结工艺的升温和降温过程中均采用干燥氩气进行保护。
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