CN111662579A - 一种陶瓷基底用发热涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷基底用发热涂层材料，包括陶瓷基底和发热涂层，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉15～30份、石墨烯粉10～25份、氧化银10～25份、纳米二氧化硅7～20份、纳米氧化铝7～20份、稀土5～15份、透闪石3～10份、绿镁镍石3～10份、麦饭石3～10份、乙基纤维素10～25份、粘合剂7～15份、松油醇8～15份和二苯醚6～10份。本发明陶瓷基底发热涂层材料技术领域，具体提供了一种工作稳定性高，涂覆均匀的陶瓷基底用发热涂层材料及其制备方法。

Description

一种陶瓷基底用发热涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷基底发热涂层材料技术领域，具体是指一种陶瓷基底用发热涂层材料及其制备方法。
背景技术
陶瓷常被用作发热体的基底材料，为提高陶瓷基底发热体的热性能，现有技术提供的方法是将发热浆料涂覆在陶瓷基底上，避免了发热涂层在空气对流辐射上所带来的低辐射效率，但是现有陶瓷基底用发热涂层材料及其制备方法因界面结合力弱，容易造成涂层在工作过程中，特别是急速升温急速降温情况下，涂层脱落，影响发热体的使用性能。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种工作稳定性高，涂覆均匀的陶瓷基底用发热涂层材料及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：一种陶瓷基底用发热涂层材料，包括陶瓷基底和发热涂层，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉15～30份、石墨烯粉10～25份、氧化银10～ 25份、纳米二氧化硅7～20份、纳米氧化铝7～20份、稀土5～15份、透闪石3～10份、绿镁镍石3～10份、麦饭石3～10份、乙基纤维素10～25份、粘合剂7～15份、松油醇8～15 份和二苯醚6～10份。
作为优选地，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉15份、石墨烯粉10份、氧化银10份、纳米二氧化硅7份、纳米氧化铝7份、稀土5份、透闪石3份、绿镁镍石3份、麦饭石3份、乙基纤维素10份、粘合剂7份、松油醇8份和二苯醚6份。
作为优选地，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉22份、石墨烯粉17份、氧化银17份、纳米二氧化硅13份、纳米氧化铝13份、稀土10份、透闪石6份、绿镁镍石6 份、麦饭石6份、乙基纤维素17份、粘合剂11份、松油醇11份和二苯醚8份。
作为优选地，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉30份、石墨烯粉25份、氧化银25份、纳米二氧化硅20份、纳米氧化铝20份、稀土15份、透闪石10份、绿镁镍石 10份、麦饭石10份、乙基纤维素25份、粘合剂15份、松油醇15份和二苯醚10份。
进一步地，所述粘合剂为氯丁粘合剂或者聚氨酯粘合剂。
进一步地，所述发热涂层的厚度为7～23微米。
进一步地，所述陶瓷基底为氧化铝陶瓷基底。
一种陶瓷基底用发热涂层材料的其制备方法，包括以下步骤：
1)对陶瓷基底进行超声波表面清洗、喷砂粗化及去油处理；
2)通过等离子体对陶瓷基底表面进行预处理，陶瓷基底表面形成部分微孔；
3)称取相应重量份数的铁粉、石墨烯粉、氧化银、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、稀土、透闪石、绿镁镍石、麦饭石和乙基纤维素以4000r/min的速度在研磨机研磨30min制得发热粉末，将对应重量份数的粘合剂、松油醇和二苯醚加入发热粉末中，于30～40℃条件下恒温水浴混合搅2h，制备发热涂层浆料；
4)将陶瓷基底置于丝网下，使用刮板在陶瓷表面丝网上印刷发热涂层浆料，先于空气中放置6～8min,然后放置于马弗炉中，以15℃/min的升温速率加热到1500℃，在真空或者惰性气氛下保温2h，发热涂层材料充分扩散在集体材料表面形成发热涂层。
进一步地，所述等离子源能量为800～1000eV，等离子体预处理时间为5min。
进一步地，所述刮板倾斜角度为45°。
本发明实现的有益效果：本发明通过采用等离子体预处理陶瓷基底表面，陶瓷基底在等离子体的作用下表面形成一定规律的微孔，发热涂层浆料更易渗入微孔内，发热涂层与陶瓷基底的结合更加稳定；加工条件简单，对于加工环境，设备等要求低，适宜于大规模推广。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种陶瓷基底用发热涂层材料，包括陶瓷基底和发热涂层，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉15份、石墨烯粉10份、氧化银10份、纳米二氧化硅7份、纳米氧化铝7份、稀土5份、透闪石3份、绿镁镍石3份、麦饭石3份、乙基纤维素10份、氯丁粘合剂7份、松油醇8份和二苯醚6份。
1)使用去离子水对氧化铝陶瓷基底进行超声波表面清洗，然后进行喷砂粗化及去油处理；
2)通过源能量为800eV的等离子体对陶瓷基底表面预处理5min，经预处理之后陶瓷基底表面形成部分微孔；
3)称取相应重量份数的铁粉、石墨烯粉、氧化银、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、稀土、透闪石、绿镁镍石、麦饭石和乙基纤维素以4000r/min的速度在研磨机研磨30min制得发热粉末，将对应重量份数的粘合剂、松油醇和二苯醚加入发热粉末中，于30～40℃条件下恒温水浴混合搅2h，制备发热涂层浆料；
4)将陶瓷基底置于丝网下，刮板呈45°角在陶瓷表面丝网上印刷发热涂层浆料，先于空气中放置6～8min,然后放置于马弗炉中，以15℃/min的升温速率加热到1500℃，在真空或者惰性气氛下保温2h，发热涂层材料充分扩散在集体材料表面形成发热涂层。
实施例2：一种陶瓷基底用发热涂层材料，包括陶瓷基底和发热涂层，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉22份、石墨烯粉17份、氧化银17份、纳米二氧化硅13份、纳米氧化铝13份、稀土10份、透闪石6份、绿镁镍石6份、麦饭石6份、乙基纤维素17份、粘合剂11份、松油醇11份和二苯醚8份。
1)使用去离子水对氧化铝陶瓷基底进行超声波表面清洗，然后进行喷砂粗化及去油处理；
2)通过源能量为900eV的等离子体对陶瓷基底表面预处理5min，经预处理之后陶瓷基底表面形成部分微孔；
3)称取相应重量份数的铁粉、石墨烯粉、氧化银、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、稀土、透闪石、绿镁镍石、麦饭石和乙基纤维素以4000r/min的速度在研磨机研磨30min制得发热粉末，将对应重量份数的粘合剂、松油醇和二苯醚加入发热粉末中，于30～40℃条件下恒温水浴混合搅2h，制备发热涂层浆料；
4)将陶瓷基底置于丝网下，刮板呈45°角在陶瓷表面丝网上印刷发热涂层浆料，先于空气中放置6～8min,然后放置于马弗炉中，以15℃/min的升温速率加热到1500℃，在真空或者惰性气氛下保温2h，发热涂层材料充分扩散在集体材料表面形成发热涂层。
实施例3：
一种陶瓷基底用发热涂层材料，包括陶瓷基底和发热涂层，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉30份、石墨烯粉25份、氧化银25份、纳米二氧化硅20份、纳米氧化铝20份、稀土15份、透闪石10份、绿镁镍石10份、麦饭石10份、乙基纤维素25份、粘合剂15份、松油醇15份和二苯醚10份。
1)使用去离子水对氧化铝陶瓷基底进行超声波表面清洗，然后进行喷砂粗化及去油处理；
2)通过源能量为1000eV的等离子体对陶瓷基底表面预处理5min，经预处理之后陶瓷基底表面形成部分微孔；
3)称取相应重量份数的铁粉、石墨烯粉、氧化银、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、稀土、透闪石、绿镁镍石、麦饭石和乙基纤维素以4000r/min的速度在研磨机研磨30min制得发热粉末，将对应重量份数的粘合剂、松油醇和二苯醚加入发热粉末中，于30～40℃条件下恒温水浴混合搅2h，制备发热涂层浆料；
4)将陶瓷基底置于丝网下，刮板呈45°角在陶瓷表面丝网上印刷发热涂层浆料，先于空气中放置6～8min,然后放置于马弗炉中，以15℃/min的升温速率加热到1500℃，在真空或者惰性气氛下保温2h，发热涂层材料充分扩散在集体材料表面形成发热涂层。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷基底用发热涂层材料，其特征在于，包括陶瓷基底和发热涂层，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉15～30份、石墨烯粉10～25份、氧化银10～25份、纳米二氧化硅7～20份、纳米氧化铝7～20份、稀土5～15份、透闪石3～10份、绿镁镍石3～10份、麦饭石3～10份、乙基纤维素10～25份、粘合剂7～15份、松油醇8～15份和二苯醚6～10份。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷基底用发热涂层材料，其特征在于，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉15份、石墨烯粉10份、氧化银10份、纳米二氧化硅7份、纳米氧化铝7份、稀土5份、透闪石3份、绿镁镍石3份、麦饭石3份、乙基纤维素10份、粘合剂7份、松油醇8份和二苯醚6份。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷基底用发热涂层材料，其特征在于，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉22份、石墨烯粉17份、氧化银17份、纳米二氧化硅13份、纳米氧化铝13份、稀土10份、透闪石6份、绿镁镍石6份、麦饭石6份、乙基纤维素17份、粘合剂11份、松油醇11份和二苯醚8份。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷基底用发热涂层材料，其特征在于，所述发热涂层包括以下重量份数的成分：铁粉30份、石墨烯粉25份、氧化银25份、纳米二氧化硅20份、纳米氧化铝20份、稀土15份、透闪石10份、绿镁镍石10份、麦饭石10份、乙基纤维素25份、粘合剂15份、松油醇15份和二苯醚10份。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷基底用发热涂层材料，其特征在于，所述粘合剂为氯丁粘合剂或者聚氨酯粘合剂。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷基底用发热涂层材料，其特征在于，所述发热涂层的厚度为7～23微米。
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷基底用发热涂层材料，其特征在于，所述陶瓷基底为氧化铝陶瓷基底。
8.一种陶瓷基底用发热涂层材料的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对陶瓷基底进行超声波表面清洗、喷砂粗化及去油处理；
2)通过等离子体对陶瓷基底表面进行预处理，陶瓷基底表面形成部分微孔；
3)称取相应重量份数的铁粉、石墨烯粉、氧化银、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、稀土、透闪石、绿镁镍石、麦饭石和乙基纤维素以4000r/min的速度在研磨机研磨30min制得发热粉末，将对应重量份数的粘合剂、松油醇和二苯醚加入发热粉末中，于30～40℃条件下恒温水浴混合搅2h，制备发热涂层浆料；
4)将陶瓷基底置于丝网下，使用刮板在陶瓷表面丝网上印刷发热涂层浆料，先于空气中放置6～8min,然后放置于马弗炉中，以15℃/min的升温速率加热到1500℃，在真空或者惰性气氛下保温2h，发热涂层材料充分扩散在集体材料表面形成发热涂层。
9.根据权利要求2所述的一种陶瓷基底用发热涂层材料的其制备方法，其特征在于，所述等离子源能量为800～1000eV，等离子体预处理时间为5min。
10.根据权利要求2所述的一种陶瓷基底用发热涂层材料的其制备方法，其特征在于，所述刮板倾斜角度为45°。
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