CN112408946A - 零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种适合规模化量产的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,包括:将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨或石墨烯材料混合形成第一混合料;将第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料。该发热材料在经过烧结可以形成在通电后发热快且发热温度高的陶瓷,并且该陶瓷结构强度高,制备过程不需压力成型,可以广泛应用于煤改电取暖地暖、化雪沥青,能源汽车及家电等领域。
Description
技术领域
本申请涉及发热体制备方法领域,具体而言,涉及一种零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法。
背景技术
石墨烯发热膜是目前石墨烯应用很广的一种材料技术,一般采用碳纤维等作为电阻实现发热,但目前该类产品的应用价值较低,如用于工业用途发热温度低,发热速率慢,强度一般很差,应用范围有限。而应用于民用取暖因为发热温度低,发热速率慢,是细菌病毒增生的温床,很容易爆发传染性疾病。
发明内容
本申请的目的在于提供一种零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,其具有发热快且发热温度高的性质。
本申请的实施例是这样实现的:
一种零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,包括:
将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨或石墨烯材料混合形成第一混合料;
将所述第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在所述条形浆料胚体的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料。
进一步地,还包括:
将所述发热材料的表面浸渍高导热陶瓷料浆,并在50~80℃的温度下烘干,形成发热陶瓷胚体;
将所述发热陶瓷胚体在还原气氛中以950~1300℃的温度烧结40~60min,并随炉冷却。
进一步地,所述烧结助剂的制作方法包括:
将按质量份:3%~9%的氧化锌、1%~6%的氧化铝、20%~27%的氧化钠、34%~58%的氧化磷、15%~24%的氧化钙混合形成第二混合料;
将所述第二混合料在430~470℃的温度下煅烧35~45min,之后在830~870℃的温度下煅烧35~45min,之后在920~960℃的温度下煅烧35~45min,并随炉冷却;
将随炉冷却得到的产物粉碎后过55~65目筛。
进一步地,所述高导热陶瓷料浆的制作方法包括:
将按质量份为:2%~10%的烧结助剂、90%~98%的碳化硅混合均匀,形成第三混合料;
将按质量份为:50%~60%的第三混合料和40%~50的水搅拌。
进一步地,所述还原气氛中的气体为氮气或氦气。
进一步地,所述导电结构为铜导线。
进一步地,所述电阻材料包括煅烧高岭土、氧化锌、氮化硅中的至少一种。
本申请实施例提供的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,包括:将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨或石墨烯材料混合形成第一混合料;将第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料。该发热材料在经过烧结可以形成在通电后发热快且发热温度高的陶瓷,并且该陶瓷结构强度高,制备过程不需压力成型,可以广泛应用于煤改电取暖地暖、化雪沥青,能源汽车及家电等领域。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的零秒速热高温陶瓷发热体的扫描电镜数据图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
本申请的实施例提供了一种零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,这种零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法包括如下步骤:
S1、将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨材料混合形成第一混合料。
S2、混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料。
在本申请的一些实施例中,这种零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,还可以包括如下步骤:
S3、将发热材料的表面浸渍高导热陶瓷料浆,并在50~80℃的温度下烘干,形成发热陶瓷胚体。
S4、将发热陶瓷胚体在还原气氛中以950~1300℃的温度烧结40~60min,并随炉冷却。
在本申请的一些实施例中,烧结助剂的制作方法可以包括如下步骤:
S01、将按质量份:3%~9%的氧化锌、1%~6%的氧化铝、20%~27%的氧化钠、34%~58%的氧化磷、15%~24%的氧化钙混合形成第二混合料。
S02、将第二混合料在430~470℃的温度下煅烧35~45min,之后在830~870℃的温度下煅烧35~45min,之后在920~960℃的温度下煅烧35~45min,并随炉冷却。
S03、将随炉冷却得到的产物粉碎后过55~65目筛。
在本申请的一些实施例中,高导热陶瓷料浆的制作方法可以包括如下步骤:
S04、将按质量份为:2%~10%的烧结助剂、90%~98%的碳化硅混合均匀,形成第三混合料;
S05、将按质量份为:50%~60%的第三混合料和40%~50的水搅拌。
在本申请的一些实施例中,还原气氛中的气体为氮气或氦气。
在本申请的一些实施例中,导电结构为铜导线。
在本申请的一些实施例中,电阻材料包括煅烧高岭土、氧化锌、氮化硅中的至少一种。
在本申请的一些实施例中,石墨材料包括石墨和石墨烯中的至少一种。
本申请实施例提供的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,包括:将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨材料混合形成第一混合料;将第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料。该发热材料在经过烧结可以形成在通电后发热快且发热温度高的陶瓷,并且该陶瓷结构强度高,制备过程不需压力成型,可以广泛应用于煤改电取暖地暖、化雪沥青,能源汽车及家电等领域。
实施例1
S01、将按质量份:9%的氧化锌、6%的氧化铝、24%的氧化钠、36%的氧化磷、15%的氧化钙混合形成第二混合料。
S02、将第二混合料在450℃的温度下煅烧40min,之后在850℃的温度下煅烧40min,之后在940℃的温度下煅烧40min,并随炉冷却。
S03、将随炉冷却得到的产物粉碎后过60目筛,得到烧结助剂。
S1、将按质量份:15%的高岭土、3%的烧结助剂、10%的煅烧高岭土、5%的石墨烯且其余为氧化硅混合形成第一混合料。
S2、混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在70℃的温度下烘干,形成发热材料。
S3、将发热材料的表面浸渍高导热陶瓷料浆,并在70℃的温度下烘干,形成发热陶瓷胚体。
其中,高导热陶瓷料浆的制作方法为:
S04、将按质量份为:5%的烧结助剂、95%的碳化硅混合均匀,形成第三混合料;
S05、将按质量份为55%的第三混合料和45%的水搅拌。
S4、将发热陶瓷胚体在还原气氛中以950℃的温度烧结40min,并随炉冷却。
本实施例提供的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,包括:将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨材料混合形成第一混合料;将第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料,并且在发热材料外浸渍高导热陶瓷料浆并烧结,可以得到表面绝缘的发热材料,保障使用过程的安全。
实施例2
S01、将按质量份:7%的氧化锌、6%的氧化铝、26%的氧化钠、34%的氧化磷、17%的氧化钙混合形成第二混合料。
S02、将第二混合料在450℃的温度下煅烧40min,之后在850℃的温度下煅烧40min,之后在940℃的温度下煅烧40min,并随炉冷却。
S03、将随炉冷却得到的产物粉碎后过60目筛,得到烧结助剂。
S1、将按质量份:15%的高岭土、3%的烧结助剂、15%的煅烧高岭土、9%的石墨烯且其余为氧化硅混合形成第一混合料。
S2、混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在70℃的温度下烘干,形成发热材料。
S3、将发热材料的表面浸渍高导热陶瓷料浆,并在70℃的温度下烘干,形成发热陶瓷胚体。
其中,高导热陶瓷料浆的制作方法为:
S04、将按质量份为:5%的烧结助剂、95%的碳化硅混合均匀,形成第三混合料;
S05、将按质量份为55%的第三混合料和45%的水搅拌。
S4、将发热陶瓷胚体在还原气氛中以950℃的温度烧结40min,并随炉冷却。
本实施例提供的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,包括:将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨材料混合形成第一混合料;将第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料,并且在发热材料外浸渍高导热陶瓷料浆并烧结,可以得到表面绝缘的发热材料,保障使用过程的安全。
实施例3
S01、将按质量份:9%的氧化锌、6%的氧化铝、24%的氧化钠、34%的氧化磷、17%的氧化钙混合形成第二混合料。
S02、将第二混合料在450℃的温度下煅烧40min,之后在850℃的温度下煅烧40min,之后在940℃的温度下煅烧40min,并随炉冷却。
S03、将随炉冷却得到的产物粉碎后过60目筛,得到烧结助剂。
S1、将按质量份:15%的高岭土、3%的烧结助剂、15%的煅烧高岭土、15%的石墨烯且其余为氧化硅混合形成第一混合料。
S2、混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在70℃的温度下烘干,形成发热材料。
S3、将发热材料的表面浸渍高导热陶瓷料浆,并在70℃的温度下烘干,形成发热陶瓷胚体。
其中,高导热陶瓷料浆的制作方法为:
S04、将按质量份为:2%的烧结助剂、98%的碳化硅混合均匀,形成第三混合料;
S05、将按质量份为:55%的第三混合料和45%的水搅拌。
S4、将发热陶瓷胚体在还原气氛中以950℃的温度烧结40min,并随炉冷却。
本实施例提供的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,包括:将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨材料混合形成第一混合料;将第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料,并且在发热材料外浸渍高导热陶瓷料浆并烧结,可以得到表面绝缘的发热材料,保障使用过程的安全。
实施例4
S01、将按质量份:9%的氧化锌、6%的氧化铝、25%的氧化钠、34%的氧化磷、16%的氧化钙混合形成第二混合料。
S02、将第二混合料在450℃的温度下煅烧40min,之后在850℃的温度下煅烧40min,之后在940℃的温度下煅烧40min,并随炉冷却。
S03、将随炉冷却得到的产物粉碎后过60目筛,得到烧结助剂。
S1、将按质量份:15%的高岭土、3%的烧结助剂、15%的煅烧高岭土、15%的石墨烯且其余为氧化硅混合形成第一混合料。
S2、混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在70℃的温度下烘干,形成发热材料。
S3、将发热材料的表面浸渍高导热陶瓷料浆,并在70℃的温度下烘干,形成发热陶瓷胚体。
其中,高导热陶瓷料浆的制作方法为:
S04、将按质量份为:6%的烧结助剂、94%的碳化硅混合均匀,形成第三混合料;
S05、将按质量份为:55%的第三混合料和45%的水搅拌。
S4、将发热陶瓷胚体在还原气氛中以950℃的温度烧结40min,并随炉冷却。
本实施例提供的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,包括:将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨材料混合形成第一混合料;将第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料,并且在发热材料外浸渍高导热陶瓷料浆并烧结,可以得到表面绝缘的发热材料,保障使用过程的安全。
如图1所示,为本申请实施例提供的零秒速热高温陶瓷发热体的扫描电镜数据图。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,其特征在于,包括:
将按质量份:15%~25%的高岭土、3%~10%的烧结助剂、15%~25%的电阻材料以及5%~20%的石墨或石墨烯材料混合形成第一混合料;
将所述第一混合料加入水,形成浆料制作成条形胚体,在所述条形浆料的两端均嵌入导电结构,并在50~100℃的温度下烘干,形成发热材料。
2.如权利要求1所述的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,其特征在于,还包括:
将所述发热材料的表面浸渍高导热陶瓷料浆,并在50~80℃的温度下烘干,形成发热陶瓷胚体;
将所述发热陶瓷胚体在还原气氛中以950~1300℃的温度烧结40~60min,并随炉冷却。
3.如权利要求1或2所述的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,其特征在于,所述烧结助剂的制作方法包括:
将按质量份:3%~9%的氧化锌、1%~6%的氧化铝、20%~27%的氧化钠、34%~58%的氧化磷、15%~24%的氧化钙混合形成第二混合料;
将所述第二混合料在430~470℃的温度下煅烧35~45min,之后在830~870℃的温度下煅烧35~45min,之后在920~960℃的温度下煅烧35~45min,并随炉冷却;
将随炉冷却得到的产物粉碎后过55~65目筛。
4.如权利要求2所述的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,其特征在于,所述高导热陶瓷料浆的制作方法包括:
将按质量份为:2%~10%的烧结助剂、90%~98%的碳化硅混合均匀,形成第三混合料;
将按质量份为:50%~60%的第三混合料和40%~50的水搅拌。
5.如权利要求2所述的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,其特征在于,所述还原气氛中的气体为氮气或氦气。
6.如权利要求1所述的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,其特征在于,所述导电结构为铜导线。
7.如权利要求1所述的零秒速热高温陶瓷发热体冷烧结制备方法,其特征在于,所述电阻材料包括煅烧高岭土、氮化硅中的至少一种。
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