CN113248237A - 一种远红外陶瓷加热器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远红外陶瓷加热器的制造方法，包括以下步骤：S001、制作陶瓷基体；S002、在陶瓷基体的外表面粘结加热层，所述加热层的粘结方法包括在受热软化的陶瓷基体上从内到外依次粘结绝缘层、电路层和导热层；S003、热压烧结制得远红外陶瓷加热器。本发明在陶瓷基体表面设置加热层，加热层包括绝缘层、电路层和导热层，在陶瓷基体受热软化的条件下，将绝缘材料包裹在陶瓷基体的外表面，使绝缘材料与陶瓷基体的外表面相粘结，然后在绝缘层表面印刷加热电阻和电极引脚，最后将导热材料包裹在电路层的外表面，使导热材料与电路层的外表面相粘结，能够提升远红外陶瓷加热器散热稳定性和散热效果，提高远红外陶瓷加热器的使用寿命和使用效果。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷加热器技术领域，具体是一种远红外陶瓷加热器的制造方法。
背景技术
远红外陶瓷加热器是一种高效、热分布均匀的加热器，利用热导性极佳的金属作为发热丝，确保热面温度均匀，消除了设备的热点及冷点。作为一种新型的加热装置，陶瓷加热在医疗设备、工程塑料、化工化纤、塑料机械、电子、食品等领域都由广泛地应用。
现有技术中远红外陶瓷加热器普遍热稳定性较差，因此使用寿命较短，为了解决上述技术问题而采用的碳化硅电热陶瓷，但是耗能较大，使用寿命较短，红外线辐射率小、节能效果不明显。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种远红外陶瓷加热器的制造方法，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种远红外陶瓷加热器的制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种远红外陶瓷加热器的制造方法，包括以下步骤：
S001、制作陶瓷基体；
S002、在陶瓷基体的外表面粘结加热层，所述加热层的粘结方法包括在受热软化的陶瓷基体上从内到外依次粘结绝缘层、电路层和导热层，其中：
绝缘层的制造方法为：在陶瓷基体受热软化的条件下，将绝缘材料包裹在陶瓷基体的外表面，使绝缘材料与陶瓷基体的外表面相粘结；
电路层的制造方法为：在绝缘层表面印刷加热电阻和电极引脚，并通过联通孔使所述加热电阻和所述电极引脚连接导通；
导热层的制造方法为：在陶瓷基体受热软化的条件下，将导热材料包裹在电路层的外表面，使导热材料与电路层的外表面相粘结；
S003、热压烧结制得远红外陶瓷加热器。
作为本发明进一步的方案：步骤S001中，制作陶瓷基体的方法，包括以下步骤：
(1)将原料氧化硅、氧化钙、氧化镁、矾土和锆英石倒入湿式球磨机中，调节球磨机的转速为转速为150-200r/min，球磨时间为3-5h，形成混合原料；
(2)将混合原料注浆成型后在1000-1200℃的烧结炉中烧结成型。
作为本发明进一步的方案：陶瓷基体的原料按重量份分为：氧化硅20-30份、氧化钙10-20份、氧化镁5-10份、矾土6-12份和锆英石8-16份。
作为本发明进一步的方案：步骤S003中，热压烧结制的方法为：在N2气氛保护下，将烧结炉加热升温至1200℃，加压30MPa，热压烧结制得远红外陶瓷加热器。
作为本发明进一步的方案：步骤S002中，绝缘材料制作方法为：将环氧树脂组合物浸渍玻璃纤维布后投入上胶机中固化，固化完成后将固化片放入温度为150-180℃的烘箱中干燥即得。
作为本发明进一步的方案：步骤S002中，导热板的制作方法为：选取铜箔作为导热基板，选取陶瓷片作为导热面板，将导热面板通过胶粘剂粘结在导热基板上。
作为本发明进一步的方案：所述胶粘剂为改性丙烯酸树脂粘合剂、环氧树脂粘合剂、改性环氧树脂粘合剂中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在陶瓷基体表面设置加热层，加热层包括绝缘层、电路层和导热层，在陶瓷基体受热软化的条件下，将绝缘材料包裹在陶瓷基体的外表面，使绝缘材料与陶瓷基体的外表面相粘结，然后在绝缘层表面印刷加热电阻和电极引脚，最后将导热材料包裹在电路层的外表面，使导热材料与电路层的外表面相粘结，从而能够提升远红外陶瓷加热器散热稳定性和散热效果，提高远红外陶瓷加热器的使用寿命和使用效果。
附图说明
图1为远红外陶瓷加热器的制造方法的流程图。
图2为远红外陶瓷加热器的制造方法中远红外陶瓷加热器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1
请参阅图1-2，本发明实施例中，一种远红外陶瓷加热器的制造方法，包括以下步骤：
S001、制作陶瓷基体1；
S002、在陶瓷基体1的外表面粘结加热层2，所述加热层2的粘结方法包括在受热软化的陶瓷基体1上从内到外依次粘结绝缘层、电路层和导热层，其中：
绝缘层的制造方法为：在陶瓷基体1受热软化的条件下，将绝缘材料包裹在陶瓷基体1的外表面，使绝缘材料与陶瓷基体1的外表面相粘结；
电路层的制造方法为：在绝缘层表面印刷加热电阻和电极引脚，并通过联通孔使所述加热电阻和所述电极引脚连接导通，同时保留电极引脚一定长度；
导热层的制造方法为：在陶瓷基体1受热软化的条件下，将导热材料包裹在电路层的外表面，使导热材料与电路层的外表面相粘结；
S003、在N2气氛保护下，将烧结炉加热升温至1200℃，加压30MPa，热压烧结制得远红外陶瓷加热器。
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S001中，制作陶瓷基体1的方法，包括以下步骤：
(1)将原料氧化硅、氧化钙、氧化镁、矾土和锆英石倒入湿式球磨机中，调节球磨机的转速为转速为150r/min，球磨时间为3h，形成混合原料；
(2)将混合原料注浆成型后在1000℃的烧结炉中烧结成型。
进一步需要说明的是，陶瓷基体1的原料按重量份分为：氧化硅20份、氧化钙10份、氧化镁5份、矾土6份和锆英石8份。
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S002中，绝缘材料制作方法为：将环氧树脂组合物浸渍玻璃纤维布后投入上胶机中固化，固化完成后将固化片放入温度为150℃的烘箱中干燥即得；
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S002中，导热板的制作方法为：选取铜箔作为导热基板，选取陶瓷片作为导热面板，将导热面板通过胶粘剂粘结在导热基板上；
进一步需要说明的是，所述胶粘剂为改性丙烯酸树脂粘合剂。
实施例2
请参阅图1-2，本发明实施例中，一种远红外陶瓷加热器的制造方法，包括以下步骤：
S001、制作陶瓷基体1；
S002、在陶瓷基体1的外表面粘结加热层2，所述加热层2的粘结方法包括在受热软化的陶瓷基体1上从内到外依次粘结绝缘层、电路层和导热层，其中：
绝缘层的制造方法为：在陶瓷基体1受热软化的条件下，将绝缘材料包裹在陶瓷基体1的外表面，使绝缘材料与陶瓷基体1的外表面相粘结；
电路层的制造方法为：在绝缘层表面印刷加热电阻和电极引脚，并通过联通孔使所述加热电阻和所述电极引脚连接导通，同时保留电极引脚一定长度；
导热层的制造方法为：在陶瓷基体1受热软化的条件下，将导热材料包裹在电路层的外表面，使导热材料与电路层的外表面相粘结；
S003、在N2气氛保护下，将烧结炉加热升温至1200℃，加压30MPa，热压烧结制得远红外陶瓷加热器。
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S001中，制作陶瓷基体1的方法，包括以下步骤：
(3)将原料氧化硅、氧化钙、氧化镁、矾土和锆英石倒入湿式球磨机中，调节球磨机的转速为转速为200r/min，球磨时间为5h，形成混合原料；
(4)将混合原料注浆成型后在1200℃的烧结炉中烧结成型。
进一步需要说明的是，陶瓷基体1的原料按重量份分为：氧化硅30份、氧化钙20份、氧化镁10份、矾土12份和锆英石16份。
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S002中，绝缘材料制作方法为：将环氧树脂组合物浸渍玻璃纤维布后投入上胶机中固化，固化完成后将固化片放入温度为180℃的烘箱中干燥即得；
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S002中，导热板的制作方法为：选取铜箔作为导热基板，选取陶瓷片作为导热面板，将导热面板通过胶粘剂粘结在导热基板上；
进一步需要说明的是，所述胶粘剂为环氧树脂粘合剂。
实施例3
请参阅图1-2，本发明实施例中，一种远红外陶瓷加热器的制造方法，包括以下步骤：
S001、制作陶瓷基体1；
S002、在陶瓷基体1的外表面粘结加热层2，所述加热层2的粘结方法包括在受热软化的陶瓷基体1上从内到外依次粘结绝缘层、电路层和导热层，其中：
绝缘层的制造方法为：在陶瓷基体1受热软化的条件下，将绝缘材料包裹在陶瓷基体1的外表面，使绝缘材料与陶瓷基体1的外表面相粘结；
电路层的制造方法为：在绝缘层表面印刷加热电阻和电极引脚，并通过联通孔使所述加热电阻和所述电极引脚连接导通，同时保留电极引脚一定长度；
导热层的制造方法为：在陶瓷基体1受热软化的条件下，将导热材料包裹在电路层的外表面，使导热材料与电路层的外表面相粘结；
S003、在N2气氛保护下，将烧结炉加热升温至1200℃，加压30MPa，热压烧结制得远红外陶瓷加热器。
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S001中，制作陶瓷基体1的方法，包括以下步骤：
(5)将原料氧化硅、氧化钙、氧化镁、矾土和锆英石倒入湿式球磨机中，调节球磨机的转速为转速为180r/min，球磨时间为4h，形成混合原料；
(6)将混合原料注浆成型后在1100℃的烧结炉中烧结成型。
进一步需要说明的是，陶瓷基体1的原料按重量份分为：氧化硅25份、氧化钙15份、氧化镁8份、矾土10份和锆英石12份。
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S002中，绝缘材料制作方法为：将环氧树脂组合物浸渍玻璃纤维布后投入上胶机中固化，固化完成后将固化片放入温度为150-180℃的烘箱中干燥即得；
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S002中，导热板的制作方法为：选取铜箔作为导热基板，选取陶瓷片作为导热面板，将导热面板通过胶粘剂粘结在导热基板上；
进一步需要说明的是，所述胶粘剂为改性环氧树脂粘合剂。
实施例4
请参阅图1-2，本发明实施例中，一种远红外陶瓷加热器的制造方法，包括以下步骤：
S001、制作陶瓷基体1；
S002、在陶瓷基体1的外表面粘结加热层2，所述加热层2的粘结方法包括在受热软化的陶瓷基体1上从内到外依次粘结绝缘层、电路层和导热层，其中：
绝缘层的制造方法为：在陶瓷基体1受热软化的条件下，将绝缘材料包裹在陶瓷基体1的外表面，使绝缘材料与陶瓷基体1的外表面相粘结；
电路层的制造方法为：在绝缘层表面印刷加热电阻和电极引脚，并通过联通孔使所述加热电阻和所述电极引脚连接导通，同时保留电极引脚一定长度；
导热层的制造方法为：在陶瓷基体1受热软化的条件下，将导热材料包裹在电路层的外表面，使导热材料与电路层的外表面相粘结；
S003、在N2气氛保护下，将烧结炉加热升温至1200℃，加压30MPa，热压烧结制得远红外陶瓷加热器。
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S001中，制作陶瓷基体1的方法，包括以下步骤：
(7)将原料氧化硅、氧化钙、氧化镁、矾土和锆英石倒入湿式球磨机中，调节球磨机的转速为转速为180r/min，球磨时间为4h，形成混合原料；
(8)将混合原料注浆成型后在1100℃的烧结炉中烧结成型。
进一步需要说明的是，陶瓷基体1的原料按重量份分为：氧化硅25份、氧化钙15份、氧化镁8份、矾土10份和锆英石12份。
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S002中，绝缘材料制作方法为：将环氧树脂组合物浸渍玻璃纤维布后投入上胶机中固化，固化完成后将固化片放入温度为150-180℃的烘箱中干燥即得；
在本发明实施例中，需要说明的是，步骤S002中，导热板的制作方法为：选取铜箔作为导热基板，选取陶瓷片作为导热面板，将导热面板通过胶粘剂粘结在导热基板上；
进一步需要说明的是，所述胶粘剂为改性丙烯酸树脂粘合剂、环氧树脂粘合剂和改性环氧树脂粘合剂中。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (7)
1.一种远红外陶瓷加热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S001、制作陶瓷基体；
S002、在陶瓷基体的外表面粘结加热层，所述加热层的粘结方法包括在受热软化的陶瓷基体上从内到外依次粘结绝缘层、电路层和导热层，其中：
绝缘层的制造方法为：在陶瓷基体受热软化的条件下，将绝缘材料包裹在陶瓷基体的外表面，使绝缘材料与陶瓷基体的外表面相粘结；
电路层的制造方法为：在绝缘层表面印刷加热电阻和电极引脚，并通过联通孔使所述加热电阻和所述电极引脚连接导通；
导热层的制造方法为：在陶瓷基体受热软化的条件下，将导热材料包裹在电路层的外表面，使导热材料与电路层的外表面相粘结；
S003、热压烧结制得远红外陶瓷加热器。
2.根据权利要求1所述的远红外陶瓷加热器的制造方法，其特征在于，步骤S001中，制作陶瓷基体的方法，包括以下步骤：
(1)将原料氧化硅、氧化钙、氧化镁、矾土和锆英石倒入湿式球磨机中，调节球磨机的转速为转速为150-200r/min，球磨时间为3-5h，形成混合原料；
(2)将混合原料注浆成型后在1000-1200℃的烧结炉中烧结成型。
3.根据权利要求2所述的远红外陶瓷加热器的制造方法，其特征在于，陶瓷基体的原料按重量份分为：氧化硅20-30份、氧化钙10-20份、氧化镁5-10份、矾土6-12份和锆英石8-16份。
4.根据权利要求1所述的远红外陶瓷加热器的制造方法，其特征在于，步骤S003中，热压烧结制的方法为：在N2气氛保护下，将烧结炉加热升温至1200℃，加压30MPa，热压烧结制得远红外陶瓷加热器。
5.根据权利要求1所述的远红外陶瓷加热器的制造方法，其特征在于，步骤S002中，绝缘材料制作方法为：将环氧树脂组合物浸渍玻璃纤维布后投入上胶机中固化，固化完成后将固化片放入温度为150-180℃的烘箱中干燥即得。
6.根据权利要求1或5所述的远红外陶瓷加热器的制造方法，其特征在于，步骤S002中，导热板的制作方法为：选取铜箔作为导热基板，选取陶瓷片作为导热面板，将导热面板通过胶粘剂粘结在导热基板上。
7.根据权利要求6所述的远红外陶瓷加热器的制造方法，其特征在于，所述胶粘剂为改性丙烯酸树脂粘合剂、环氧树脂粘合剂、改性环氧树脂粘合剂中的一种或多种。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023024650A1 (zh) * | 2021-08-25 | 2023-03-02 | 松山湖材料实验室 | 一种红外加热体及其制备方法以及加热不燃烧烟具 |
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2021
- 2021-06-15 CN CN202110562636.5A patent/CN113248237A/zh active Pending
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