CN110944414A - 一种微晶玻璃或云母片发热装置及其电极连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及导电连接技术领域，特别涉及一种微晶玻璃或云母片发热装置及其电极连接方法。本发明微晶玻璃或云母片上设置第一石墨烯层，柔性石墨烯电极通过黏贴石墨烯层固定黏贴在第一石墨烯层，黏贴石墨烯层导电率大于第一石墨烯层的导电率。本发明的装置在工作过程中，黏贴处电阻小，且连接稳定可靠，确保了设备可以长期稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及导电连接技术领域，特别涉及一种微晶玻璃或云母片发热装置及其电极连接方法。
背景技术
随着技术的发展，石墨烯电极研究应用越来越多。如中国发明专利《一种石墨烯柔性电极及其制备方法》(申请号：201910010197)、《石墨烯基柔性电极及其制备方法》(申请号：201910055667)等公开的柔性电极，柔性石墨烯电极可作为各类可穿戴设备，贴肤设备等柔性电子设备适配电源。
对于在特殊物体上利用石墨烯发热来说，如何利用石墨烯电极导电成为在现有技术中还没有涉及，如在微晶玻璃或云母片上，通过石墨烯层对微晶玻璃或云母片内的物体进行加热，虽然能够在微晶玻璃或云母片材料打孔与外部电源进行连接，在通过石墨烯烘烤时，如利用带石墨烯层的微晶玻璃或云母片作为取暖器时，需要在石墨烯层两侧铺设较长的导电连接层，要确保较长的连接范围上都可靠连接，需要钻多个孔，这样降低了微晶玻璃或云母片的强度，同时多个点的压接存在两个相邻压接点压接力量相对较小，接触电阻较大的不足。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种微晶玻璃或云母片发热装置及其电极连接方法。本发明通过黏贴石墨烯层将柔性石墨烯电极固定连接在微晶玻璃或云母片的石墨烯层上，本发明的柔性石墨烯电极与微晶玻璃或云母片石墨烯导电层连接紧密，确保了设备可以长期稳定运行。
一种微晶玻璃或云母片发热装置，包括微晶玻璃或云母片、第一石墨烯层、柔性石墨烯电极、黏贴石墨烯层，微晶玻璃或云母片上设置第一石墨烯层，其特征在于：柔性石墨烯电极通过黏贴石墨烯层固定黏贴在第一石墨烯层，黏贴石墨烯层导电率大于第一石墨烯层。
根据如上所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置，其特征在于：黏贴石墨烯层导电率大于1000S/cm。
根据如上所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置，其特征在于：第一石墨烯层导电率小于500S/cm。
根据如上所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置，其特征在于：柔性石墨烯电极上设置导气孔，相邻导气孔之间的间距小于7mm。
根据如上所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置，其特征在于：还包括导电片、固定孔，微晶玻璃或云母片上设置固定孔，然后将导电片通过固定孔固定在微晶玻璃或云母片上，导电片与柔性石墨烯电极的一侧固定连接。
本发明还公开了一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将第一石墨烯浆料粘附在微晶玻璃或云母片上，
步骤二、将粘附第一石墨烯浆料的微晶玻璃或云母片烘干，烘干温度在300°至800°，烘干时间在20分钟至50分钟，
步骤三、在柔性石墨烯电极上粘附第二石墨烯浆料，通过第二石墨烯浆料将柔性石墨烯电极贴在第一石墨烯层上；或者在第一石墨烯层上粘附第二石墨烯浆料，然后再将柔性石墨烯电极安装在第二石墨烯浆料上；
步骤四、然后将黏附柔性石墨烯电极的微晶玻璃或云母片进行烘干，烘干温度在300°至800°，烘干时间在20分钟至50分钟，使第二石墨烯浆烘干成为黏贴石墨烯层，使第一石墨烯层和柔性石墨烯电极通过黏贴石墨烯层稳固连接在一起。
根据如上所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：还包括步骤五，在微晶玻璃或云母片上钻孔，形成固定孔，将导电片固定在固定孔上，使导电片与柔性石墨烯电极紧密贴合。
根据如上所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：步骤三中的柔性石墨烯电极上设置导气孔，相邻导气孔之间的间距小于7mm。
根据如上所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：第一石墨烯浆料导电率小于500S/cm，第二石墨烯浆料导电率大于1000S/cm。
根据如上所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：步骤三中第二石墨烯浆料的配方重量百分比为石墨烯10％-30％、碳纳米管10％-50％、水性树脂5％-30％、玻璃粉15-25％、增稠剂15-25％。
本发明的有益效果是：1、没有其他连接，工艺加工快。2、没有焊接，不会对微晶玻璃、云母片或石墨烯层造成伤害。3、材料一致，稳固耐用，不会因材料发热效率的不同而在连接处出现裂纹，稳定可靠。4、连接处的电阻可以相对较小，使连接处不发热，从而确保了连接处可以长期运行。5、在柔性石墨烯电极较宽时，通过设置导气孔确保在烘干过程中，柔性石墨烯电极底部不会出现气泡或连接松脱现象。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明的另一实施例。
图4为本发明与导电片的连接固定方式。
附图标记说明：微晶玻璃或云母片1、第一石墨烯层2、柔性石墨烯电极3、黏贴石墨烯层4、导气孔5、导电片6、固定孔7。
名词解释：微晶玻璃(CRYSTOE and NEOPARIES)又称微晶玉石或陶瓷玻璃，是无机非金属材料，它具有玻璃和陶瓷的双重特性。微晶玻璃象陶瓷一样，由晶体组成，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强，其机械强度高，绝缘性能优良，介电损耗少，介电常数稳定，热膨胀系数可在很大范围调节，耐化学腐蚀，耐磨，热稳定性好，使用温度高。
云母片由多硅白云母、石英、石榴石和金红石等组成，可出现钠长石、黝帘石及硬绿泥石等。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1和图2所示，一种微晶玻璃或云母片发热装置，包括微晶玻璃或云母片1、第一石墨烯层2、柔性石墨烯电极3、黏贴石墨烯层4，微晶玻璃或云母片1上布设第一石墨烯层2，最好为均匀布设。柔性石墨烯电极3通过黏贴石墨烯层4固定黏贴在第一石墨烯层2，黏贴石墨烯层4导电率大于第一石墨烯层2，这样可以减少黏贴处的发热，使黏贴处温度相对较低，从而确保连接处可以长期稳定使用。
对于发热的石墨烯导电层的装置，其黏贴石墨烯层4导电率较大，一般导电率大于1000S/cm，第一石墨烯层2导电率较小，一般为导电率小于500S/cm，这样确保在正常工作时，连接处发热量小，确保黏贴长期稳定。
如图3所示，本发明的装置在柔性石墨烯电极最好设置导气孔5，相邻导气孔5之间的间距最好小于7mm，优选相邻导气孔5之间1mm至4mm，这样既能确保较好的导电连接性能，又方便导气孔5的加工。
如图4所示，本发明的装置还可以包括导电片6、固定孔7，在微晶玻璃或云母片上钻固定孔7，然后将导电片6通过固定孔7固定在微晶玻璃或云母片上，使导电片6与柔性石墨烯电极3的一侧固定连接，从而实现对第一石墨烯层2两侧进行供电，本发明第一石墨烯层2与柔性石墨烯电极3通过黏贴石墨烯层4连接，连接处电阻小且不易脱落。
本发明还公开了一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，包括以下步骤：
步骤一、将第一石墨烯浆料粘附在微晶玻璃或云母片上，本发明可以采用常规的丝网印刷工艺将石墨烯浆料粘附在微晶玻璃或云母片，本步骤中，石墨烯浆料具有附着力，粘状，优选石墨烯浆料的导电率小于500S/cm，以便发热。
步骤二、将粘附第一石墨烯浆料的微晶玻璃或云母片烘干，烘干温度在300°至800°，烘干时间在20分钟至50分钟，以湿气被烘干为主，优选温度570°至610°，烘干时间为30分钟至35分钟，这样在微晶玻璃或云母片上形成第一石墨烯层。烘干过程中，将粘附石墨烯浆料的微晶玻璃或云母片从常温缓慢升至高温，然后恒温烘干即可，缓慢升至高温的目的是为了确保升温过程中，石墨烯浆料不起泡。
步骤三、最好选用粘性较好和电阻率较小的第二石墨烯浆料，第二石墨烯浆料的配方重量百分比为石墨烯10％-30％、碳纳米管10％-50％、水性树脂5％-30％、玻璃粉15-25％、增稠剂15-25％，优选玻璃粉20％、增稠剂20％。这样使本发明的第二石墨烯浆料导电率大于1000S/cm，且第二石墨烯浆料的粘性较高，粘性系数可达到5000cPs(厘泊)以上，将柔性石墨烯电极上粘附第二石墨烯浆料，然后将柔性石墨烯电极贴在第一石墨烯层。由于第二石墨烯浆料具有较好的粘附性能，所以较为方便进行烘干步骤，柔性石墨烯电极粘附后不会移动，确保后续过程中柔性石墨烯电极不会移动。
作为本发明的进一步方案，也可以在第一石墨烯层上粘附第二石墨烯浆料，然后再将柔性石墨烯电极安装在第二石墨烯浆料上，但是，这样可能难以使第二石墨烯浆料在第一石墨烯层上均匀分布，降低产品的性能。
一般为了提高供电的可靠性，使连接处电阻较小，需要柔性石墨烯电极较宽，如柔性石墨烯电极的宽度为3cm，在柔性石墨烯电极较宽的情况下，步骤四烘干过程，由于第二石墨烯浆料覆盖在柔性石墨烯电极之下，烘干的湿气不能即使排出，容易形成气泡。故在烘干前，可在柔性石墨烯电极上设置导气孔5，导气孔5的直径可以为0.5mm至3mm之间，优选1mm至2mm。导气孔5必须贯穿柔性石墨烯电极，不能是盲孔，因为盲孔在后续加工过程中，第二石墨烯浆料蒸发的气体不能排除，仍旧会造成柔性石墨烯电极底部出现气泡或连接松脱。在柔性石墨烯电极上相邻导气孔5之间的间距最好小于7mm，优选相邻导气孔5之间1mm至4mm，这样既能确保较好的导电连接性能，又方便导气孔5的加工。
步骤四、然后将黏附柔性石墨烯电极的微晶玻璃或云母片进行烘干，烘干温度在300°至800°，烘干时间在20分钟至50分钟，以湿气被烘干为主，优选温度570°至610°，烘干时间为30分钟至35分钟，使第二石墨烯浆烘干成为黏贴石墨烯层，使第一石墨烯层和柔性石墨烯电极通过黏贴石墨烯层稳固连接在一起，这样可以通过柔性石墨烯电极对第一石墨烯层供电。
本发明还可以包括步骤五，在微晶玻璃或云母片上钻孔，形成固定孔7，将导电片6固定在固定孔7上，使导电片6与柔性石墨烯电极紧密贴合，确保相互之间可靠的连接在一起。
Claims (10)
1.一种微晶玻璃或云母片发热装置，包括微晶玻璃或云母片、第一石墨烯层、柔性石墨烯电极、黏贴石墨烯层，微晶玻璃或云母片上设置第一石墨烯层，其特征在于：柔性石墨烯电极通过黏贴石墨烯层固定黏贴在第一石墨烯层，黏贴石墨烯层的导电率大于第一石墨烯层的导电率。
2.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置，其特征在于：还包括导电片、固定孔，微晶玻璃或云母片上设置固定孔，然后将导电片通过固定孔固定在微晶玻璃或云母片上，导电片与柔性石墨烯电极的一侧固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置，其特征在于：黏贴石墨烯层导电率大于1000S/cm。
4.根据权利要求1或2所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置，其特征在于：第一石墨烯层导电率小于500S/cm。
5.根据权利要求1或2所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置，其特征在于：柔性石墨烯电极上设置导气孔，相邻导气孔之间的间距小于7mm。
6.一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将第一石墨烯浆料粘附在微晶玻璃或云母片上，
步骤二、将粘附第一石墨烯浆料的微晶玻璃或云母片烘干，烘干温度在300°至800°，烘干时间在20分钟至50分钟，
步骤三、在柔性石墨烯电极上粘附第二石墨烯浆料，通过第二石墨烯浆料将柔性石墨烯电极贴在第一石墨烯层上；或者在第一石墨烯层上粘附第二石墨烯浆料，然后再将柔性石墨烯电极安装在第二石墨烯浆料上；
步骤四、然后将黏附柔性石墨烯电极的微晶玻璃或云母片进行烘干，烘干温度在300°至800°，烘干时间在20分钟至50分钟，使第二石墨烯浆烘干成为黏贴石墨烯层，使第一石墨烯层和柔性石墨烯电极通过黏贴石墨烯层稳固连接在一起。
7.根据权利要求6所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：还包括步骤五，在微晶玻璃或云母片上钻孔，形成固定孔，将导电片固定在固定孔上，使导电片与柔性石墨烯电极紧密贴合。
8.根据权利要求6所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：步骤三中的柔性石墨烯电极上设置导气孔，相邻导气孔之间的间距小于7mm。
9.根据权利要求6所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：第一石墨烯浆料导电率小于500S/cm，第二石墨烯浆料导电率大于1000S/cm。
10.根据权利要求6所述的一种微晶玻璃或云母片发热装置电极的连接方法，其特征在于：步骤三中第二石墨烯浆料的配方重量百分比为石墨烯10％-30％、碳纳米管10％-50％、水性树脂5％-30％、玻璃粉15-25％、增稠剂15-25％。
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