CN113040430A - 一种加热器具用加热元件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种加热器具用加热元件及其制备方法，属于加热不燃烧卷烟的加热器具技术领域。加热器具用加热元件包括碳化硅陶瓷基体和陶瓷基片。陶瓷基体与陶瓷基片共烧连接，且陶瓷基体与陶瓷基片之间夹设有线路层。该加热元件使用碳化硅陶瓷基体作为主要导热部件，热导率大于50W/m.k，使得加热元件的升温速度更快，发热区温度差更小，降低能耗，且由于碳化硅材料较低的热膨胀系数和较高的抗弯强度，提高了加热元件的抗热震性能。加热元件进行发热的时候，加热元件的内部向外发热，可以使加热元件的两个表面的发热较为均匀，发热效果好。

Description

一种加热器具用加热元件及其制备方法
技术领域
本申请涉及加热不燃烧卷烟的加热器具技术领域，具体而言，涉及一种加热器具用加热元件及其制备方法。
背景技术
加热器具是抽吸加热卷烟必不可少的电子产品，加热元件作为其核心部件，是提供热量的主要来源，因此，加热元件的设计是影响加热卷烟体验效果的关键。
目前，加热器具的加热元件中的导热部件主要有两种，一种是氧化锆材质，一种是氧化铝材质。氧化锆具有高的强度，但热导率只有1-2W/(m.k)，发热区的温度不易传导，使发热区温度不均匀，影响加热效果。而氧化铝热导率在20W/(m.k)左右，热导率也不高，温度均匀性也较差，同时抗弯强度在260Mpa左右，由于实心结构，热熔大，升温速度慢，能耗高。
发明内容
本申请的目的在于提供一种加热器具用加热元件及其制备方法，升温速度更快，发热区温差更小。
第一方面，本申请提供一种加热器具用加热元件，包括碳化硅陶瓷基体和陶瓷基片。陶瓷基体与陶瓷基片共烧连接，且陶瓷基体与陶瓷基片之间夹设有线路层。
该加热元件使用碳化硅陶瓷基体作为主要导热元件，加热元件的升温速度更快，发热区温度差更小，降低能耗，且由于碳化硅材料较低的热膨胀系数和较高的抗弯强度，提高了加热元件的抗热震性能。加热元件进行发热的时候，加热元件的内部(线路层)向外(基体和基片)发热，可以使加热元件的两个表面的发热较为均匀，发热效果好。
在一种可能的实施方式中，陶瓷基片为氧化铝陶瓷基片，陶瓷基片上设置有线路层，线路层上覆盖有过渡层，线路层和所过渡层均位于陶瓷基片与陶瓷基体之间，且过渡层靠近陶瓷基体。其中，过渡层的膨胀系数在陶瓷基体的膨胀系数以及陶瓷基片的膨胀系数之间。
线路层容易在氧化铝陶瓷基片上形成，在陶瓷基体与陶瓷基片之间设置了过渡层，在共烧进行基体与基片的结合的时候，可以缓冲碳化硅材料和氧化铝材料之间的收缩差异，从而使基体与基片之间的结合效果更好。
在一种可能的实施方式中，陶瓷基片的厚度为0.05-0.2mm，氧化铝陶瓷基片的材料为：氧化铝92-96％、二氧化硅2-5wt％、氧化钙0.5-3wt％、氧化镁0.5-3wt％。能够使线路层的铺设效果更好，从而使加热元件的发热效果更好。
在一种可能的实施方式中，过渡层的厚度为0.01-0.1mm，过渡层的材料为：氧化铝60-90wt％、碳化硅5-30wt％、二氧化硅1-10wt％和氧化钙1-10wt％。
可以进一步减小碳化硅材料和氧化铝材料之间的收缩差异，可以使加热元件的成型效果更好。
在一种可能的实施方式中，陶瓷基片的厚度为0.05-0.2mm，陶瓷基片为碳化硅陶瓷基片，碳化硅陶瓷基片和碳化硅陶瓷基体的材料均为：碳化硅60-90wt％、氧化铝5-30wt％、二氧化硅1-10wt％、氧化钙1-10wt％、三氧化二钇0.2-5wt％。
可以使碳化硅材料的热导率大于50W/m.k，抗弯强度大于350Mpa。
在一种可能的实施方式中，陶瓷基体为片状，陶瓷基体与陶瓷基片重叠使线路层位于陶瓷基体和陶瓷基片之间。
加热元件为片状结构，能够使加热元件的两个表面的发热更加均匀。
在一种可能的实施方式中，陶瓷基体为实心针状或者空心针状，陶瓷基片包覆于陶瓷基体的表面使线路层位于陶瓷基体和陶瓷基片之间。
加热元件为柱状结构，加热元件的发热更加均匀，发热区的温差更小。
第二方面，本申请提供一种加热器具用加热元件的制备方法，包括如下步骤：(1)、在陶瓷基片的表面形成线路层。(2)、将陶瓷基片与陶瓷基体压合，使线路层位于陶瓷基体与陶瓷基片之间，然后进行共烧。
陶瓷基片可以作为承载线路层的基础，将陶瓷基体与陶瓷基片共烧以后，线路层与陶瓷基体和陶瓷基片之间都能够牢固地连接，且陶瓷基体与陶瓷基片之间的连接也更加牢固。线路层发热以后，向线路层的两表面(基体和基片)发热，使加热元件的发热更加均匀。且该加热元件使用碳化硅陶瓷基体作为主要加热元件，使得加热元件的升温速度更快，发热区温度差更小，降低能耗，且由于碳化硅材料较低的热膨胀系数和较高的抗弯强度，提高了加热元件的抗热震性能。
在一种可能的实施方式中，陶瓷基片为氧化铝陶瓷基片，步骤(1)之后，步骤(2)之前，还包括：在线路层的表面覆盖过渡层。步骤(2)中，线路层和过渡层均位于陶瓷基体与陶瓷基片之间，且过渡层靠近陶瓷基体。
由于碳化硅陶瓷基体和氧化铝陶瓷基片的材料不同，在共烧的时候会存在收缩差异的问题。所以，在基体和基片之间过渡层，可以缓冲碳化硅材料和氧化铝材料之间的收缩差异，从而使基体与基片之间的结合效果更好。
在一种可能的实施方式中，共烧在1500-1650℃的条件下进行。可以使基体与基片之间的共烧效果更好。
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也属于本申请的保护范围。
图1为本申请提供的加热器具用加热元件的第一结构示意图；
图2为本申请提供的加热器具用加热元件的第一爆炸图；
图3为本申请提供的加热器具用加热元件的第二结构示意图；
图4为本申请提供的加热器具用加热元件的第二爆炸图；
图5为加热元件中发热区的测试位置。
图标：10-陶瓷基体；20-陶瓷基片；30-线路层；40-过渡层；51-第一电极；52-第二电极；61-第一引线；62-第二引线。
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描述。
图1为本申请提供的加热器具用加热元件的第一结构示意图；图2为本申请提供的加热器具用加热元件的第一爆炸图；图3为本申请提供的加热器具用加热元件的第二结构示意图；图4为本申请提供的加热器具用加热元件的第二爆炸图。请参阅图1-图4，加热器具用加热元件包括陶瓷基体10和陶瓷基片20。其中，陶瓷基体10可以是片状或者柱状。如果陶瓷基体10为片状(如图1和图2)，则陶瓷基体10通过流延成型的方式形成。片状陶瓷基体10的厚度为0.05-0.2mm，避免陶瓷基体10开裂。
如果陶瓷基体10为柱状(如图3和图4)，则陶瓷基体10可以为实心针状或者空心针状，可以使加热元件的发热更加均匀。进一步地，柱状的陶瓷基体10通过热压铸、注射或者干压成型，然后素烧，从而获得具有一定强度的陶瓷基体10。素烧的温度为1200-1400℃，以便后续与陶瓷基片20进行共烧。
本申请实施例中，陶瓷基体10为碳化硅陶瓷基体10，也就是说，陶瓷基体10的材料主要是碳化硅，碳化硅陶瓷基体10作为主要导热部件，加热元件的升温速度更快，发热区温度差更小，降低能耗，且由于碳化硅材料较低的热膨胀系数和较高的抗弯强度，提高了加热元件的抗热震性能。
可选地，碳化硅陶瓷基体10的材料为：碳化硅60-90wt％、氧化铝5-30wt％、二氧化硅1-10wt％、氧化钙1-10wt％、三氧化二钇0.2-5wt％。碳化硅的含量在上述范围内，烧结温度合适，利于与陶瓷基片20的共烧，且使基体的强度较高，热导率较好。
选择上述材料作为碳化硅陶瓷基体10的材料，可以使碳化硅陶瓷基体10的热导率大于50W/m.k，抗弯强度大于350Mpa。
在一些可能的实施方式中，碳化硅陶瓷基体10的材料为：碳化硅60wt％、氧化铝30wt％、二氧化硅4wt％、氧化钙4wt％、三氧化二钇2wt％；或碳化硅陶瓷基体10的材料为：碳化硅90wt％、氧化铝5wt％、二氧化硅1wt％、氧化钙1wt％、三氧化二钇3wt％；或碳化硅陶瓷基体10的材料为：碳化硅70wt％、氧化铝9.8wt％、二氧化硅10wt％、氧化钙10wt％、三氧化二钇0.2wt％；或碳化硅陶瓷基体10的材料为：碳化硅66wt％、氧化铝15wt％、二氧化硅6wt％、氧化钙8wt％、三氧化二钇5wt％。
本申请实施例中，陶瓷基片20的厚度为0.05-0.2mm，可选地，陶瓷基片20的厚度为0.05mm、0.1mm、0.15mm或0.2mm。
进一步地，陶瓷基片20可以碳化硅陶瓷基片20或者氧化铝陶瓷基片20。如果陶瓷基片20为碳化硅陶瓷基片20，则碳化硅陶瓷基片20的材料与碳化硅陶瓷基体10的材料基本一致，此处不再赘述。
线路层30直接设置在碳化硅陶瓷基体10和碳化硅陶瓷基片20之间。线路层30可以先在碳化硅陶瓷基片20上形成，然后共烧在陶瓷基体10和陶瓷基片20之间，也可以先在片状的陶瓷基体10上形成，然后共烧在陶瓷基体10和陶瓷基片20之间。
可选地，线路层30的材料为钨、钼、钌中的一种或多种混合。线路层30的厚度为10-25μm。在一些可能的实施方式中，线路层30的厚度为10μm、15μm、20μm或25μm。
如果陶瓷基片20为氧化铝陶瓷基片20，则线路层30先在氧化铝陶瓷基片20上形成，然后共烧在陶瓷基体10和陶瓷基片20之间，线路层30的印刷效果更好。
可选地，陶瓷基片20为氧化铝陶瓷基片20，即陶瓷基片20的材料主要是氧化铝，氧化铝陶瓷基片20的材料为：氧化铝92-96％、二氧化硅2-5wt％、氧化钙0.5-3wt％、氧化镁0.5-3wt％。
在一些可能的实施方式中，氧化铝陶瓷基片20的材料为：氧化铝92％、二氧化硅5wt％、氧化钙2wt％、氧化镁1wt％；或氧化铝陶瓷基片20的材料为：氧化铝96％、二氧化硅2wt％、氧化钙0.5wt％、氧化镁1.5％；或氧化铝陶瓷基片20的材料为：氧化铝92％、二氧化硅2wt％、氧化钙3wt％、氧化镁3wt％；或氧化铝陶瓷基片20的材料为：氧化铝95％、二氧化硅4wt％、氧化钙0.5wt％、氧化镁0.5％。
由于氧化铝陶瓷基片20和碳化硅陶瓷基体10的材料不同，所以，二者的热膨胀系数会有一定的差异，在将氧化铝陶瓷基片20和碳化硅陶瓷基体10进行共烧的时候，二者会存在收缩差异。所以，陶瓷基片20上设置有线路层30，线路层30上覆盖有过渡层40，线路层30和所过渡层40均位于陶瓷基片20与陶瓷基体10之间，且过渡层40靠近陶瓷基体10。其中，过渡层40的膨胀系数在陶瓷基体10的膨胀系数以及陶瓷基片20的膨胀系数之间。
过渡层40的设置，可以缓冲氧化铝陶瓷基片20和碳化硅陶瓷基体10的收缩差异，加强陶瓷基体10与陶瓷基片20之间的结合，使线路层30产生的热量能够更好地传递给碳化硅陶瓷基体10，加热效果更好。
可选地，过渡层40的厚度为0.01-0.1mm，在一些可能的实施方式中，过渡层40的厚度为0.01mm、0.03mm、0.05mm、0.08mm或0.1mm。
本实施例中，过渡层40的材料为：氧化铝60-90wt％、碳化硅5-30wt％、二氧化硅1-10wt％和氧化钙1-10wt％。过渡层40中氧化铝的含量在碳化硅陶瓷基体10中氧化铝的含量和氧化铝陶瓷基片20中氧化铝的含量之间；过渡层40中碳化硅的含量在碳化硅陶瓷基体10中碳化硅的含量和氧化铝陶瓷基片20中碳化硅的含量之间。从而可以使过渡层40的膨胀系数在陶瓷基体10的膨胀系数和陶瓷基片20的膨胀系数之间。
在一些可能的实施方式中，过渡层40的材料为：氧化铝60wt％、碳化硅30wt％、二氧化硅5wt％和氧化钙5wt％；或过渡层40的材料为：氧化铝90wt％、碳化硅5wt％、二氧化硅1wt％和氧化钙4wt％；或过渡层40的材料为：氧化铝80wt％、碳化硅10wt％、二氧化硅9wt％和氧化钙1wt％；或过渡层40的材料为：氧化铝70wt％、碳化硅10wt％、二氧化硅10wt％和氧化钙10wt％。
本申请实施例中，如果陶瓷基体10为片状结构，则陶瓷基体10与陶瓷基片20重叠使线路层30位于陶瓷基体10和陶瓷基片20之间。
如果陶瓷基体10为柱状结构(实心针状或者空心针状)，则陶瓷基片20包覆于陶瓷基体10的表面使线路层30位于陶瓷基体10和陶瓷基片20之间。
本申请实施例中，陶瓷基片20的背离线路层30的表面还设置有第一电极51和第二电极52，第一电极51和第二电极52均与线路层30电连接。
进一步地，陶瓷基片20上设置有第一通孔和第二通孔，第一电极51穿过第一通孔与线路层30电连接，第二电极52穿过第二通孔与线路层30电连接。
可选地，先在陶瓷基片20背面印刷第一电极51和第二电极52，并在陶瓷基片20上开设第一通孔和第二通孔，通过第一通孔使第一电极51连接线路层30，通过第二通孔使第二电极52连接线路层30，以便对线路层30通电。
本实施例中，第一电极51的远离陶瓷基片20的一端设置有第一引线61，第二电极52的远离陶瓷基片20的一端设置有第二引线62。第一引线61连接电源正极，第二引线62连接电源负极，从而与外部电源连通。
可选地，第一引线61和第二引线62的引线钎焊焊料为银、或银铜焊料，以便对电极通电。
本申请实施例提供一种加热器具用加热元件的制备方法，包括如下步骤：(1)、在陶瓷基片20的表面形成线路层30。(2)、将陶瓷基片20与陶瓷基体10压合，使线路层30位于陶瓷基体10与陶瓷基片20之间，然后进行共烧。
可选地，共烧在1500-1650℃的条件下进行。在一些可能的实施方式中，共烧在1500℃、1550℃、1600℃或1650℃的条件下进行。
如果陶瓷基片20为氧化铝陶瓷基片20，则先在线路层30的表面覆盖过渡层40，然后进行共烧，可以使陶瓷基体10和陶瓷基片20之间的结合效果更好。
上述制备方法制备得到的具有上述结构的加热元件，可以用来作为加热器具的加热元件，得到发热效果更好的加热器具，以便进行对不燃烧卷烟进行加热。
实施例1
加热器具用加热元件的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将碳化硅陶瓷粉体(材料为：碳化硅70wt％、氧化铝9.8wt％、二氧化硅10wt％、氧化钙10wt％、三氧化二钇0.2wt％)通过热压铸成型得到空心的针状陶瓷基体10，然后在1200-1400℃的条件下进行素烧，获得具有一定强度的陶瓷基体10。
(2)、将氧化铝流延片(材料为：氧化铝96％、二氧化硅2wt％、氧化钙0.5wt％、氧化镁1.5％)裁切成厚度为0.1mm的氧化铝陶瓷基片20。
(3)、在陶瓷基片20的表面印刷电阻线路(线路层30，材料为钨浆料)，线路层30的厚度为20μm。
(4)、线路层30干燥以后，在印刷过渡层40(材料为：氧化铝60wt％、碳化硅30wt％、二氧化硅5wt％和氧化钙5wt％)。
(5)、在陶瓷基片20的背离线路层30的表面印刷第一电极51和第二电极52，并在陶瓷基片20上开设第一通孔和第二通孔，使第一电极51通过第一通孔与线路层30电连接，第二电极52通过第二通孔与线路层30电连接。
(6)、将印刷有过渡层40的陶瓷基片20绕卷在陶瓷基体10上，然后进行等静压压合。
(7)、将压合好的产品在1550℃的条件下进行烧结获得半成品。
(8)、将半成品用银焊料在1000℃的条件下进行钎焊，获得加热器具用加热元件。
实施例2
加热器具用加热元件的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将碳化硅陶瓷粉体(材料为：碳化硅70wt％、氧化铝9.8wt％、二氧化硅10wt％、氧化钙10wt％、三氧化二钇0.2wt％)通过流延成型得到片状的碳化硅流延片。将碳化硅流延片裁切成厚度为0.1mm的碳化硅陶瓷基体10。
(2)、将氧化铝流延片(材料为：氧化铝96％、二氧化硅2wt％、氧化钙0.5wt％、氧化镁1.5％)裁切成厚度为0.1mm的氧化铝陶瓷基片20。
(3)、在陶瓷基片20的表面印刷电阻线路(线路层30，材料为钨浆料)，线路层30的厚度为20μm。
(4)、线路层30干燥以后，在印刷过渡层40(材料为：氧化铝60wt％、碳化硅30wt％、二氧化硅5wt％和氧化钙5wt％)。
(5)、在陶瓷基片20的背离线路层30的表面印刷第一电极51和第二电极52，并在陶瓷基片20上开设第一通孔和第二通孔，使第一电极51通过第一通孔与线路层30电连接，第二电极52通过第二通孔与线路层30电连接。
(6)、将印刷有过渡层40的陶瓷基片20绕卷在陶瓷基体10上，然后进行等静压压合。
(7)、将压合好的产品在1550℃的条件下进行烧结获得半成品。
(8)、将半成品用银焊料在1000℃的条件下进行钎焊，获得加热器具用加热元件。
实施例3
加热器具用加热元件的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将碳化硅陶瓷粉体(材料为：碳化硅70wt％、氧化铝9.8wt％、二氧化硅10wt％、氧化钙10wt％、三氧化二钇0.2wt％)通过热压铸成型得到空心的针状陶瓷基体10，然后在1200-1400℃的条件下进行素烧，获得具有一定强度的陶瓷基体10。
(2)、将碳化硅流延片(材料为：碳化硅70wt％、氧化铝9.8wt％、二氧化硅10wt％、氧化钙10wt％、三氧化二钇0.2wt％)裁切成厚度为0.1mm的氧化铝陶瓷基片20。
(3)、在陶瓷基片20的表面印刷电阻线路(线路层30，材料为钨浆料)，线路层30的厚度为20μm。
(4)、在陶瓷基片20的背离线路层30的表面印刷第一电极51和第二电极52，并在陶瓷基片20上开设第一通孔和第二通孔，使第一电极51通过第一通孔与线路层30电连接，第二电极52通过第二通孔与线路层30电连接。
(5)、将印刷有线路层30的陶瓷基片20绕卷在陶瓷基体10上，然后进行等静压压合。
(6)、将压合好的产品在1550℃的条件下进行烧结获得半成品。
(7)、将半成品用银焊料在1000℃的条件下进行钎焊，获得加热器具用加热元件。
实施例4
加热器具用加热元件的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将碳化硅陶瓷粉体(材料为：碳化硅70wt％、氧化铝9.8wt％、二氧化硅10wt％、氧化钙10wt％、三氧化二钇0.2wt％)通过流延成型得到片状的碳化硅流延片。将碳化硅流延片裁切成厚度为0.1mm的碳化硅陶瓷基体10。
(2)、将碳化硅流延片裁切成厚度为0.1mm的碳化硅陶瓷基片20。
(3)、在陶瓷基片20的表面印刷电阻线路(线路层30，材料为钨浆料)，线路层30的厚度为20μm。
(4)、在陶瓷基片20的背离线路层30的表面印刷第一电极51和第二电极52，并在陶瓷基片20上开设第一通孔和第二通孔，使第一电极51通过第一通孔与线路层30电连接，第二电极52通过第二通孔与线路层30电连接。
(5)、将印刷有线路层30的陶瓷基片20绕卷在陶瓷基体10上，然后进行等静压压合。
(6)、将压合好的产品在1550℃的条件下进行烧结获得半成品。
(7)、将半成品用银焊料在1000℃的条件下进行钎焊，获得加热器具用加热元件。
对比例1
加热器具用加热元件的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将氧化铝陶瓷粉体(材料为：氧化铝96％、二氧化硅2wt％、氧化钙0.5wt％、氧化镁1.5％)通过热压铸成型得到空心的针状陶瓷基体，然后在1200-1400℃的条件下进行素烧，获得具有一定强度的陶瓷基体。
(2)、将氧化铝流延片(材料为：氧化铝96％、二氧化硅2wt％、氧化钙0.5wt％、氧化镁1.5％)裁切成厚度为0.1mm的氧化铝陶瓷基片。
(3)、在陶瓷基片的表面印刷电阻线路(线路层，材料为钨浆料)，线路层的厚度为20μm。
(4)、在陶瓷基片的背离线路层的表面印刷第一电极和第二电极，并在陶瓷基片上开设第一通孔和第二通孔，使第一电极通过第一通孔与线路层电连接，第二电极52通过第二通孔与线路层电连接。
(5)、将印刷有线路层的陶瓷基片绕卷在陶瓷基体上，然后进行等静压压合。
(6)、将压合好的产品在1550℃的条件下进行烧结获得半成品。
(7)、将半成品用银焊料在1000℃的条件下进行钎焊，获得加热器具用加热元件。
对比例2
加热器具用加热元件的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将氧化铝陶瓷粉体(材料为：氧化铝96％、二氧化硅2wt％、氧化钙0.5wt％、氧化镁1.5％)通过流延成型得到片状的氧化铝流延片。将氧化铝流延片裁切成厚度为0.1mm的氧化铝陶瓷基体。
(2)、将氧化铝流延片(材料为：氧化铝96％、二氧化硅2wt％、氧化钙0.5wt％、氧化镁1.5％)裁切成厚度为0.1mm的氧化铝陶瓷基片。
(3)、在陶瓷基片的表面印刷电阻线路(线路层，材料为钨浆料)，线路层的厚度为20μm。
(4)、在陶瓷基片的背离线路层的表面印刷第一电极和第二电极，并在陶瓷基片上开设第一通孔和第二通孔，使第一电极通过第一通孔与线路层电连接，第二电极52通过第二通孔与线路层电连接。
(5)、将印刷有线路层的陶瓷基片绕卷在陶瓷基体上，然后进行等静压压合。
(6)、将压合好的产品在1550℃的条件下进行烧结获得半成品。
(7)、将半成品用银焊料在1000℃的条件下进行钎焊，获得加热器具用加热元件。
实验例
1、温度均匀性
图5为加热元件中发热区的测试位置，请参阅图5，测试条件：通电时使加热元件发热区中心点温度达到350℃，测试发热区边界温度和中心区的温度，其中，边界点为离中心点位置轴向3mm处，得到结构如表1。
表1加热元件的温度均匀性结果
序号 产品类型 边界1 中心点 边界2 温差 备注
实施例1 碳化硅材质 345 350 346 5 优
实施例2 碳化硅材质 344 350 345 6 优
实施例3 碳化硅材质 346 350 348 4 优
实施例4 碳化硅材质 348 350 347 3 优
对比例1 氧化铝材质 342 350 339 11 中等
对比例2 氧化铝材质 337 350 335 15 中等
从表1可以看出，选择碳化硅作为陶瓷基体的主要材料，加热元件发热时产生的温差值较小，说明该加热元件的发热更加均匀。
2、预热时间测试
在3.2V电压和0.9Ω电阻条件下，记录产品边界1表面温度达到350℃时的时间得到表2。
表2加热元件的预热试件测试结果
序号 产品类型 温度 时间 备注
实施例1 碳化硅材质 350 10s 快
实施例2 碳化硅材质 350 11s 快
实施例3 碳化硅材质 350 9s 快
实施例4 碳化硅材质 350 10s 快
对比例1 氧化铝材质 350 15s 慢
对比例2 氧化铝材质 350 17s 慢
从表2可以看出，选择碳化硅作为陶瓷基体的主要材料，加热元件预热到350℃时使用的时间更短，说明该加热元件的预热时间更短。
以上所述仅为本申请的一部分实施例而已，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 (10)

1.一种加热器具用加热元件，其特征在于，包括碳化硅陶瓷基体和陶瓷基片；
所述陶瓷基体与所述陶瓷基片共烧连接，且所述陶瓷基体与所述陶瓷基片之间夹设有线路层。
2.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述陶瓷基片为氧化铝陶瓷基片，所述陶瓷基片上设置有所述线路层，所述线路层上覆盖有过渡层，所述线路层和所过渡层均位于所述陶瓷基片与所述陶瓷基体之间，且所述过渡层靠近所述陶瓷基体；
其中，所述过渡层的膨胀系数在所述陶瓷基体的膨胀系数以及所述陶瓷基片的膨胀系数之间。
3.根据权利要求2所述的加热元件，其特征在于，所述陶瓷基片的厚度为0.05-0.2mm，所述氧化铝陶瓷基片的材料为：氧化铝92-96％、二氧化硅2-5wt％、氧化钙0.5-3wt％、氧化镁0.5-3wt％。
4.根据权利要求2所述的加热元件，其特征在于，所述过渡层的厚度为0.01-0.1mm，所述过渡层的材料为：氧化铝60-90wt％、碳化硅5-30wt％、二氧化硅1-10wt％和氧化钙1-10wt％。
5.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述陶瓷基片的厚度为0.05-0.2mm，所述陶瓷基片为碳化硅陶瓷基片，所述碳化硅陶瓷基片和所述碳化硅陶瓷基体的材料均为：碳化硅60-90wt％、氧化铝5-30wt％、二氧化硅1-10wt％、氧化钙1-10wt％、三氧化二钇0.2-5wt％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的加热元件，其特征在于，所述陶瓷基体为片状，所述陶瓷基体与所述陶瓷基片重叠使所述线路层位于所述陶瓷基体和所述陶瓷基片之间。
7.根据权利要求1-5任一项所述的加热元件，其特征在于，所述陶瓷基体为实心针状或者空心针状，所述陶瓷基片包覆于所述陶瓷基体的表面使所述线路层位于所述陶瓷基体和所述陶瓷基片之间。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的加热器具用加热元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、在所述陶瓷基片的表面形成所述线路层；
(2)、将所述陶瓷基片与所述陶瓷基体压合，使所述线路层位于所述陶瓷基体与所述陶瓷基片之间，然后进行共烧。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷基片为氧化铝陶瓷基片，所述步骤(1)之后，所述步骤(2)之前，还包括：在所述线路层的表面覆盖过渡层；
所述步骤(2)中，所述线路层和所述过渡层均位于所述陶瓷基体与所述陶瓷基片之间，且所述过渡层靠近所述陶瓷基体。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述共烧在1500-1650℃的条件下进行。
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WO2024098752A1 (zh) * 2022-11-09 2024-05-16 常州市派腾电子技术服务有限公司 雾化芯、雾化器及气溶胶发生装置

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