CN113633033A - 加热器及其制备方法以及包含该加热器的气溶胶生成装置 - Google Patents
加热器及其制备方法以及包含该加热器的气溶胶生成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113633033A CN113633033A CN202110979610.0A CN202110979610A CN113633033A CN 113633033 A CN113633033 A CN 113633033A CN 202110979610 A CN202110979610 A CN 202110979610A CN 113633033 A CN113633033 A CN 113633033A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heater
- electrode layer
- infrared radiation
- aerosol
- coupling portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
- A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
- A24F40/465—Shape or structure of electric heating means specially adapted for induction heating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F47/00—Smokers' requisites not otherwise provided for
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/407—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
本发明为一种加热器,包括具有腔室的绝缘基体、沉积在绝缘基体外表面上的红外辐射层以及通过印刷并烧结形成于红外辐射层上的电极层,所述绝缘基体包括耐高温材料,所述红外辐射层采用的原料包括异丙醇或水,以及四氯化锡和三氯化锑。该加热器加热气溶胶具有较高穿透性,较好的加热均匀性,本发明还提供一种加热器的制备方法,包括如下步骤:将原料按比例混合后,得到混合溶液;在高温加热条件下,将混合溶液沉积到绝缘基体的外表面上;在绝缘基体的外表面印刷电极层并进行高温烧结,以使印刷的电极形成电极层,最终获得加热器。本发明还提供了包含该加热器的气溶胶生成装置。利用该气凝胶生成装置加热气凝胶能够改善用户体验。
Description
技术领域
本申请涉及红外材料技术领域,尤其涉及加热器及其制备方法以及包含该加热器的气溶胶生成装置。
背景技术
诸如香烟和雪茄的吸烟物品在使用期间燃烧烟草以产生烟雾。已经尝试通过产生在不燃烧的情况下释放化合物的产品来为这些燃烧烟草的物品提供替代物。此类产品的示例是所谓的加热不燃烧产品,其通过加热烟草而不是燃烧烟草来释放化合物。
加热不燃烧烟支,与传统的烟支不同,以“加热不燃烧”为思路设计的“低温烟支”,能使烟叶刚好加热到足以散发出味道的程度,而不会点燃烟叶。通常情况下,普通烟支在吸食时900℃以上的高温会产生众多有害物质,而低温烟支都是在300℃以下,有害物质会减少。具体而言,以释放物为例,加热不燃烧烟支则只有传统烟支的约5%。从细胞毒性角度看,加热不燃烧烟支是传统烟支的约14%。
并且,加热不燃烧产品在口味和抽吸体验上,比较接近传统烟支,更能让抽烟者感受到真正的烟草味道,更容易被接受。
如上述,加热不燃烧烟支是利用外部热源加热烟草而不是点燃烟草以产生烟草风味气体。关键性地,加热不燃烧烟支需要配备专用的烟具,比较精确地控制加热的温度和时间,如此方可实现“加热不燃烧”。
公开号为CN209090070U的专利,公开了一种烟雾发生装置,该装置包括设置在壳体中的陶瓷基发热元件和可拆卸发烟物质容器,陶瓷基发热元件从底部对可拆卸发烟物质容器中容纳的发烟物质进行烘焙加热产生烟雾。其中,容纳发烟物质的容器,其侧壁和底部开设有透气孔,外界的空气通过该透气孔进入容器内部,对加热发烟物质所需的空气进行补给,使得发烟物质加热的更加充分。
然而,在容纳发烟物质的容器上开设透气孔,易导致发烟物质的残渣颗粒从容器中掉落出去,残渣颗粒被反复加热之后会产生异味和有害的气体;另一方面,陶瓷基发热元件的加热方式,存在发烟物质受热不均匀,甚至可能出现在发烟物质的中心部分尚未烤出烟味时,外围部分却已经烤焦的情形,进而降低用户体验。
现有的一种加热不燃烧的烟具,主要是通过发热体产生热量,并将热量传导至腔室内的气溶胶生成基质,使其中至少一种成分挥发生成气溶胶供用户吸食,通常这种烟具使用的发热体为红外加热器,虽然使用的红外加热器的升温较快但热传导效率低,这就造成气溶胶生成基质预热慢,难以有效加热内部的基质材料,从而导致气溶胶口感较差、体验不好的问题,因此需要对红外加热器进行改进。
发明内容
本申请提供一种加热器,该加热器具有较高的加热穿透性,加热均匀,利用包含该加热器的气溶胶生成装置加热气凝胶能够改善用户体验。
本申请提供一种加热器,包括具有腔室的绝缘基体、沉积在绝缘基体外表面上的红外辐射层以及通过印刷并烧结形成于红外辐射层上的电极层,所述绝缘基体为耐高温材料。
进一步地,所述电极层包括第一电极层和第二电极层,所述第一电极层包括第一耦接部和导电部,所述第一耦接部环绕于所述绝缘基体一端,所述导电部与所述第一耦接部相连并向所述绝缘基体另一端延伸,所述第二电极层包括第二耦接部和自耦接部,所述第二耦接部环绕所述绝缘基体另一端,所述自耦接部与所述第二耦接部相连并向所述绝缘基体的一端延伸,所述导电部与所述自耦接部相对设置。电部与所述自耦接部相对设置利于与外部电极连接件。
进一步地,所述红外辐射层的厚度为500nm~2μm,优选800nm~1μm。合适的红外辐射层的厚度能够控制红外辐射层的电阻,从而提供足够的热量加热气凝胶。
进一步地,所述电极层厚度为10μm-25μm。合适的电极层厚度能够保证导电和结合强度。
本发明还提供所述的加热器的制备方法,包括如下步骤:
a、混合异丙醇或水,四氯化锡和三氯化锑得到混合溶液;
b、在绝缘基体外表面重复沉积3-10次所述混合溶液,以形成沉积红外辐射层,其中,沉积温度为600℃-800℃,每次沉积停留时间为15-360s;
c、在沉积后得到的红外辐射层表面印刷电极层后,经烧结得到所述的加热器。
与现有技术相比,显著的优点为成膜均匀性好,膜层与基体的结合强度高。
进一步地,在步骤a中,所述四氯化锡的浓度为0.5-3mol/L,所述三氯化锑的浓度为0.05-0.35mol/L。锑掺杂氧化锡是一种可导电的材料,且具有一定电阻,利于导电和加热。
进一步地,在步骤b中,沉积设备选用在线式CVD镀膜设备。
进一步地,所述的混合溶液每次沉积到所述绝缘基体的外表面上的厚度为50-300nm。
进一步地,在步骤c中,所述的电极层厚度为10-25μm。
在步骤c中,所述的高温烧结参数为:烧结温度850-1150℃,烧结时间3-12h。
进一步的,所述重复沉积次数为3-5次,沉积温度为650-750℃,每次沉积停留时间为20-100s。
进一步的,所述四氯化锡的浓度为1-1.5mol/L,所述三氯化锑的浓度为1-1.5mol/L,其中,四氯化锡和三氯化锑的原子比为9:0.8-1.2。
一种气溶胶生成装置,所述气溶胶生成装置包括:壳体组件,以及所述的加热器,所述加热器设于所述壳体组件内。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本申请提供的加热器的制备方法以及气溶胶生成装置,通过化学气相方式在绝缘基体上形成红外辐射层,红外辐射层红外辐射加热气溶胶形成基质时,气溶胶形成基质的中心温度高,加热均匀,预热时间短,进而改善用户体验。
附图说明
图1是具体实施方式提供的加热器的结构示意图;
图2是实施例2提供的加热器制备方法流程图;
图3是具体实施方式提供的的整体结构示意图;
图4是具体实施方式提供的的装配结构示意图;
图中:100-气溶胶生成装置;11-绝缘基体;12-红外辐射层;13-第一电极层;131-第一耦接部;132-导电部;A-腔室;14-第二电极层;141-第二耦接部;142-自耦接部;15-第一基座;16-第二基座;17-隔热管;2-温度传感器;3-电路板;31-充电接口;4-按键;6-壳体;61-外壳;62-固定壳;621-前壳;622-后壳;64-底盖;641-进气管;7-电源。
具体实施方式
如图1所示,本实施例的加热器,包括具有腔室的绝缘基体11、沉积在绝缘基体11外表面上的红外辐射层以及通过印刷并烧结形成于红外辐射层上的电极层,所述腔室A用于容纳气溶胶形成基质,所述绝缘基体包括耐高温材料,所述制备红外辐射层所采用的原料包括按质量比或质量百分数配制的异丙醇或水,以及四氯化锡和三氯化锑,四氯化锡和三氯化锑的原子比9:0.8-1.2,形成均匀溶液。
绝缘基体11可以为圆柱体状、棱柱体状或者其他柱体状、或者非柱体状(例如板状)。绝缘基体11优选为圆柱体状,腔室A即为贯穿绝缘基体11中部的圆柱体状孔,孔的内径略大于气溶胶形成制品的外径,便于将气溶胶形成制品置于腔室A内对其进行加热。
所述电极层包括第一电极层13和第二电极层14,所述第一电极层13包括第一耦接部131和导电部132,所述第一耦接部131环绕于所述绝缘基体11一端,所述导电部132与所述第一耦接部131相连并向所述绝缘基体11另一端延伸,所述第二电极层14包括第二耦接部141和自耦接部142,所述第二耦接部141环绕所述绝缘基体11另一端,所述自耦接部142与所述第二耦接部141相连并向所述绝缘基体11的一端延伸,所述导电部132与所述自耦接部142相对设置。
所述红外辐射层12的厚度为500nm~2μm,优选800nm~1μm。
所述电极层厚度为10μm-25μm。
绝缘基体11可以为圆柱体状、棱柱体状或者其他柱体状、或者非柱体状(例如板状)。绝缘基体11优选为圆柱体状,腔室A即为贯穿绝缘基体11中部的圆柱体状孔,孔的内径略大于气溶胶形成制品的外径,便于将气溶胶形成制品置于腔室A内对其进行加热。
绝缘基体11可以由石英玻璃、陶瓷或云母等耐高温且透明的材料制成,也可以由其它具有较高的红外线透过率的材料制成,例如:红外线透过率在95%以上的耐高温材料。
气溶胶形成基质是一种能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。这种挥发性化合物可通过加热该气溶胶形成基质而被释放出来。气溶胶形成基质可以是固体或液体或包括固体和液体组分。气溶胶形成基质可吸附、涂覆、浸渍或以其它方式装载到载体或支承件上。气溶胶形成基质可便利地是气溶胶生成制品的一部分。
气溶胶形成基质可以包括尼古丁。气溶胶形成基质可以包括烟草,例如可以包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料,当加热时挥发性烟草香味化合物从气溶胶形成基质释放。优选的气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料,例如落叶烟草。气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂,气溶胶形成剂可为任何合适的已知化合物或化合物的混合物,在使用中,化合物或化合物的混合物有利于致密和稳定气溶胶的形成,并且对在气溶胶生成系统的操作温度下的热降解基本具有抗性。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的,并且包括但不限于:多元醇,例如三甘醇,1,3-丁二醇和甘油;多元醇的酯,例如甘油单、二或三乙酸酯;和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯,例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。优选的气溶胶形成剂是多羟基醇或其混合物,例如三甘醇、1,3-丁二醇和最优选的丙三醇。
红外辐射层12通过化学气相方式沉积在绝缘基体11的外表面上。红外辐射层12用于产生红外线以辐射加热气溶胶形成基质进而生成可吸食的气溶胶。
在本实施例中,红外辐射层12包括掺锑氧化锡膜层。所述掺锑氧化锡膜层的厚度为500nm~2μm,优选的为800nm~1μm。
所述红外辐射层12接受电功率产生热量,进而生成一定波长的红外线,例如:8μm~15μm的远红外线。当红外线的波长与气溶胶形成基质的吸收波长匹配时,红外线的能量易于被气溶胶形成基质吸收。红外线的波长不作限定,可以为0.75μm~1000μm的红外线。
图3、图4本实施例的气溶胶生成装置100,其包括壳体组件6和加热器,所述加热器设于壳体组件6内;所述壳体组件6包括外壳61、设置在所述外壳61内的固定壳62、第一基座15和第二基座16以及盖在所述外壳61端部的底盖64,所述第一基座15和所述第二基座16用于固定绝缘基体11。
所述底盖64上凸设进气管641,第二基座16背离第一基座15的一端与进气管641连接,所述第一基座15、绝缘基体11、第二基座16以及进气管641同轴设置,且绝缘基体11与基座15、基座16之间可通过密封件密封,基座16与进气管641也可进行密封,进气管641与外界空气连通以便于用户抽吸时可以顺畅进气。
气溶胶生成装置100还包括主控制电路板3和电源7,固定壳62包括前壳621与后壳622,前壳621与后壳622固定连接,主控制电路板3和电源7均设置在固定壳62内,电源7与主控制电路板3电连接,按键4凸设在外壳61上,通过按压按键4,可以实现对绝缘基体11表面上的红外辐射层的通电或断电;主控制电路板3还连接有充电接口31,充电接口31穿设于所述底盖64上,用户可以通过充电接口31对气溶胶生成装置100进行充电或升级,以保证气溶胶生成装置100的持续使用。
所述气溶胶生成装置100还包括隔热管17,所述隔热管17设置在固定壳62内,所述隔热管17位于绝缘基体11的一侧,设置隔热管17可以避免大量的热量传递到外壳61上以致烫伤。所述隔热管包括隔热材料,隔热材料可以为隔热胶、气凝胶、气凝胶毡、石棉、硅酸铝、硅酸钙、硅藻土、氧化锆等。所述隔热管17也可以为真空隔热管。所述隔热管17内还可形成有红外线反射涂层,以将绝缘基体11上的红外辐射层发出的红外线反射回红外辐射层,提高加热效率。
气溶胶生成装置100还包括温度传感器2,例如NTC温度传感器,用于检测绝缘基体11的实时温度,并将检测的实时温度传输到主控制电路板3,主控制电路板3根据该实时温度调节流经红外辐射层上的电流的大小。当NTC温度传感器检测到绝缘基体11内的实时温度较低时,譬如检测到绝缘基体11内侧的温度不到150℃时,主控制电路板3控制电源7输出较高的电压给导电涂层,进而提高红外辐射层中馈入的电流,提高气溶胶形成基质的加热功率,减少用户抽吸第一口所要等待的时间。当NTC温度传感器检测到绝缘基体11的温度为150-200℃时,主控制电路板3控制电源7输出正常的电压给导电涂层。当NTC温度传感器检测到绝缘基体11的温度在200℃-250℃时,主控制电路板3控制电源7输出较低的电压给导电涂层。当NTC温度传感器检测到绝缘基体11内侧的温度在250℃及以上时,主控制电路板3控制电源7停止输出电压给导电涂层。
实施例1
本实施例采用上述的气溶胶生成装置和加热器结构,本实施例的加热器的制备方法如图2所示,具有步骤如下:
步骤a、将四氯化锡、三氯化锑、异丙醇或水混合后,得到混合溶液;
具体地,采用四氯化锡、三氯化锑及异丙醇或水溶液为原料,制成四氯化锡浓度为0.5mol/L、三氯化锑浓度为0.05mol/L的混合溶液;优选地,四氯化锡浓度为1mol/L,Sn:Sb浓度比为9:0.8。
步骤b、在高温加热条件下,将所述混合溶液沉积到所述绝缘基体的外表面上;
具体地,将CVD CVD(Chemical Vapour Deposition,化学气相沉积)反应室的加热温度设定为650℃,并开启加热电源;将绝缘基体11装卡到镀膜治具上,并开启自动镀膜模式;镀膜治具随着在线式CVD镀膜传送带向前传送;绝缘基体11在CVD镀膜室内传送过程中被加热至反应所需的温度650℃;
CVD镀膜工艺采用在线式CVD镀膜设备(CVD连续镀膜设备,有一个或多个CVD沉积位置,在线式多次沉积,确保膜厚均匀性,达到一定的膜厚;一端为装料端,另一端为半成品下料端);通过杆状镀膜治具,穿过绝缘基体11,并将绝缘基体11固定在特定位置;镀膜治具装夹在CVD镀膜设备上以后,治具可以旋转,确保镀膜过程中,绝缘基体11的外表面镀膜均匀;镀膜治具通过CVD镀膜设备上的旋转和传输机构,将样品从镀膜设备的一端传递到另一端。
抽吸泵将混合溶液抽吸上来并通过超声波雾化头雾化,在高温加热条件下,均分分散在CVD沉积区域;当绝缘基体11到达雾化沉积区域并且绝缘基体11在旋转过程中,均匀被沉积掺杂的氧化锡薄膜;一次通过沉积区域,沉积厚度约50nm;
在CVD反应沉积过程中,绝缘基体11停留时间约为15秒/每次;如果停留时间过长(>3分钟),超声雾化不停进行,沉积区域的温度将远低于反应所需的温度(>600℃),此时成膜质量不好,或者无法成膜;
绝缘基体11经过一次沉积,继续运行至下一沉积区域,被加热恢复至适合反应的温度,再继续运行至下一沉积区域;如此往复3次,即可达到所需的厚度和合适的阻值范围;
CVD反应如下:
SnCl4+O2+H2O→SnO2+HCl↑+CO↑(1)
SbCl3+O2+H2O→Sb2O5+HCl↑(2)
由于Sb掺杂离子以Sb5+离子形式占据部分SnO2晶格中Sn4+离子的位置,所以以上反应(2)实际发生的反应如下:
反应产物分子停留在基体表面,反应副产物分子从基体表面解吸并随气流排出到CVD反应室外。
最后,在绝缘基体11经过最后一次沉积后,经过一段高温区,被加热后,CVD沉积的薄膜与绝缘基体11结合牢固,然后进入降温区,逐步冷却至300℃以下,即可出炉进入大气中直接继续冷却至室温。
经过以上步骤,即完成红外辐射层12的制备。制备的红外辐射层12的电阻率约为7×10-6Ω·m,膜厚大约1微米;在制备电极层后,阻值约2欧姆。电阻率可以通过掺杂元素及含量来控制,阻值可以通过膜厚控制。
步骤c、在所述绝缘基体的外表面印刷电极层并进行高温烧结,得到加热器。
请结合图3进行理解,导电涂层包括间隔设置于绝缘基体11上的第一电极层13和第二电极层14,第一电极层13和第二电极层14均与红外辐射层12电性连接,以将电源的电功率馈送至红外辐射层12。
导电涂层可以为金属涂层或导电胶带等,金属涂层可以包括银、金、钯、铂、铜、镍、钼、钨、铌或上述金属合金材料。
在本示例中,采用厚膜印刷工艺制备导电涂层。具体地操作步骤如下:
首先,将沉积了红外辐射层12的绝缘基体11采用定制了电极图案的印刷网版印刷银电极层厚膜;膜厚约10μm;
然后,将印刷了厚膜银电极图案的绝缘基体11放入烧结炉,烧结温度850℃,烧结时间3小时;
最后,测试烧结银电极层的绝缘基体11,检测银电极膜及CVD沉积的掺杂氧化锡薄膜,筛选出合格的产品。
实施例2
本实施例采用上述的气溶胶生成装置和加热器结构,本实施例的加热器的制备方法,具有步骤如下:
步骤a、将四氯化锡、三氯化锑、异丙醇或水混合后,得到混合溶液;
具体地,采用四氯化锡、三氯化锑及异丙醇或水溶液为原料,制成四氯化锡浓度为3mol/L、三氯化锑浓度为0.35mol/L的混合溶液;优选地,四氯化锡浓度为1mol/L,Sn:Sb浓度比为9:1。
步骤b、在高温加热条件下,将所述混合溶液沉积到所述绝缘基体的外表面上;
具体地,将CVD CVD(Chemical Vapour Deposition,化学气相沉积)反应室的加热温度设定为750℃,并开启加热电源;将绝缘基体11装卡到镀膜治具上,并开启自动镀膜模式;镀膜治具随着在线式CVD镀膜传送带向前传送;绝缘基体11在CVD镀膜室内传送过程中被加热至反应所需的温度750℃;
CVD镀膜工艺采用在线式CVD镀膜设备(CVD连续镀膜设备,有一个或多个CVD沉积位置,在线式多次沉积,确保膜厚均匀性,达到一定的膜厚;一端为装料端,另一端为半成品下料端);通过杆状镀膜治具,穿过绝缘基体11,并将绝缘基体11固定在特定位置;镀膜治具装夹在CVD镀膜设备上以后,治具可以旋转,确保镀膜过程中,绝缘基体11的外表面镀膜均匀;镀膜治具通过CVD镀膜设备上的旋转和传输机构,将样品从镀膜设备的一端传递到另一端。
抽吸泵将混合溶液抽吸上来并通过超声波雾化头雾化,在高温加热条件下,均分分散在CVD沉积区域;当绝缘基体11到达雾化沉积区域并且绝缘基体11在旋转过程中,均匀被沉积掺杂的氧化锡薄膜;一次通过沉积区域,沉积厚度约250nm;
在CVD反应沉积过程中,绝缘基体11停留时间约为110秒/每次;如果停留时间过长(>3分钟),超声雾化不停进行,沉积区域的温度将远低于反应所需的温度(>600℃),此时成膜质量不好,或者无法成膜;
绝缘基体11经过一次沉积,继续运行至下一沉积区域,被加热恢复至适合反应的温度,再继续运行至下一沉积区域;如此往复8次,即可达到所需的厚度和合适的阻值范围;
CVD反应如下:
SnCl4+O2+H2O→SnO2+HCl↑+CO↑(1)
SbCl3+O2+H2O→Sb2O5+HCl↑(2)
由于Sb掺杂离子以Sb5+离子形式占据部分SnO2晶格中Sn4+离子的位置,所以以上反应(2)实际发生的反应如下:
反应产物分子停留在基体表面,反应副产物分子从基体表面解吸并随气流排出到CVD反应室外。
最后,在绝缘基体11经过最后一次沉积后,经过一段高温区,被加热后,CVD沉积的薄膜与绝缘基体11结合牢固,然后进入降温区,逐步冷却至300℃以下,即可出炉进入大气中直接继续冷却至室温。
经过以上步骤,即完成红外辐射层12的制备。制备的红外辐射层12的电阻率约为7×10-6Ω·m,膜厚大约1微米;在制备电极层后,阻值约2欧姆。电阻率可以通过掺杂元素及含量来控制,阻值可以通过膜厚控制。
步骤c、在所述绝缘基体的外表面印刷电极层并进行高温烧结,得到加热器。
请结合图3进行理解,导电涂层包括间隔设置于绝缘基体11上的第一电极层13和第二电极层14,第一电极层13和第二电极层14均与红外辐射层12电性连接,以将电源的电功率馈送至红外辐射层12。
导电涂层可以为金属涂层或导电胶带等,金属涂层可以包括银、金、钯、铂、铜、镍、钼、钨、铌或上述金属合金材料。
在本示例中,采用厚膜印刷工艺制备导电涂层。具体地操作步骤如下:
首先,将沉积了红外辐射层12的绝缘基体11采用定制了电极图案的印刷网版印刷银电极厚膜;膜厚约20μm;
然后,将印刷了厚膜银电极图案的绝缘基体11放入烧结炉,烧结温度1130℃,烧结时间9小时;
最后,测试烧结银电极的绝缘基体11,检测银电极膜及CVD沉积的掺杂氧化锡薄膜,筛选出合格的产品。
需要说明的是,上述实施例仅以一个加热器为例进行说明。在其他示例中,气溶胶生成装置100可包括第一加热器和第二加热器,所述第一加热器和第二加热器被构造成独立地启动以实现分段加热。
其中,所述第一加热器和第二加热器的结构可参考前述内容,在此不作赘述。所述第一加热器和第二加热器可以沿腔室A的轴向方向布置,以对气溶胶形成基质的轴向方向的不同部分进行加热,进而实现分段加热;也可以沿腔室A的周向方向布置,以对气溶胶形成基质的周向方向的不同部分进行加热,进而实现分段加热。
需要说明的是,本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例,但是,本申请可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例,这些实施例不作为对本申请内容的额外限制,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本申请说明书记载的范围;进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种加热器,其特征在于,包括具有腔室的绝缘基体、沉积在绝缘基体外表面上的红外辐射层,以及形成于红外辐射层上的电极层,所述绝缘基体为耐高温材料。
2.根据权利要求1所述的加热器,其特征在于,所述的电极层包括第一电极层和第二电极层,所述第一电极层包括第一耦接部和导电部,所述第一耦接部环绕于所述的绝缘基体一端,所述导电部与所述第一耦接部相连并向所述绝缘基体另一端延伸,所述第二电极层包括第二耦接部和自耦接部,所述第二耦接部环绕所述绝缘基体另一端,所述自耦接部与所述第二耦接部相连并向所述绝缘基体的一端延伸,所述导电部与所述自耦接部相对设置。
3.根据权利要求1所述的加热器,其特征在于,所述的红外辐射层的厚度为500nm-2μm。
4.根据权利要求1所述的加热器,其特征在于,所述的电极层厚度为10μm-25μm。
5.一种根据权利要求1至4任一项所述的加热器的制备方法,包括如下步骤:
a、混合异丙醇或水,四氯化锡和三氯化锑得到混合溶液;
b、在绝缘基体外表面重复沉积3-10次所述混合溶液,以形成沉积红外辐射层,其中,沉积温度为600℃-800℃,每次沉积停留时间为15-360s;
c、在沉积后得到的红外辐射层表面印刷电极层后,经高温烧结得到所述的加热器。
6.根据权利要求5所述的加热器的制备方法,其特征在于,所述的四氯化锡的浓度为0.5-3mol/L,三氯化锑的浓度为0.05-0.35mol/L。
7.根据权利要求5所述的加热器的制备方法,其特征在于,所述的混合溶液每次沉积到所述绝缘基体的外表面上的厚度为50-300nm。
8.根据权利要求5所述的加热器的制备方法,其特征在于,所述的电极层厚度为10-25μm。
9.根据权利要求5所述的加热器的制备方法,其特征在于,所述的高温烧结参数为:烧结温度为850-1150℃,烧结时间为3-12h。
10.一种气溶胶生成装置,其特征在于,所述气溶胶生成装置包括:壳体组件,以及权利要求1-9任一项所述的加热器,所述加热器设于所述壳体组件内。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110979610.0A CN113633033A (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 加热器及其制备方法以及包含该加热器的气溶胶生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110979610.0A CN113633033A (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 加热器及其制备方法以及包含该加热器的气溶胶生成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113633033A true CN113633033A (zh) | 2021-11-12 |
Family
ID=78423765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110979610.0A Pending CN113633033A (zh) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | 加热器及其制备方法以及包含该加热器的气溶胶生成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113633033A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113966870A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-01-25 | 广州大学 | 一种用于雾化高粘度烟油的超声雾化装置 |
WO2024027386A1 (zh) * | 2022-08-03 | 2024-02-08 | 深圳麦时科技有限公司 | 加热组件、雾化器及气溶胶生成装置 |
CN113966870B (zh) * | 2021-12-14 | 2024-06-07 | 广州大学 | 一种用于雾化高粘度烟油的超声雾化装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1529534A (zh) * | 2003-10-17 | 2004-09-15 | 杨金林 | 一种电热膜及其制造方法 |
KR20100110497A (ko) * | 2009-04-03 | 2010-10-13 | 서테크 에이지 | 비금속 발열체 조성물, 상기 조성물을 이용한 비금속 발열체의 제조방법 및 이로부터 제조된 비금속 발열체 |
CN103391650A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-13 | 浙江哈尔斯真空器皿股份有限公司 | 一种电热膜及其制造方法 |
CN110384264A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-29 | 深圳市合元科技有限公司 | 加热器及低温加热烟具 |
CN111035070A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-04-21 | 深圳麦时科技有限公司 | 气溶胶产生装置及其发热组件 |
CN113080521A (zh) * | 2019-12-23 | 2021-07-09 | 深圳市合元科技有限公司 | 加热器以及包含该加热器的烟具 |
-
2021
- 2021-08-25 CN CN202110979610.0A patent/CN113633033A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1529534A (zh) * | 2003-10-17 | 2004-09-15 | 杨金林 | 一种电热膜及其制造方法 |
KR20100110497A (ko) * | 2009-04-03 | 2010-10-13 | 서테크 에이지 | 비금속 발열체 조성물, 상기 조성물을 이용한 비금속 발열체의 제조방법 및 이로부터 제조된 비금속 발열체 |
CN103391650A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-13 | 浙江哈尔斯真空器皿股份有限公司 | 一种电热膜及其制造方法 |
CN110384264A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-29 | 深圳市合元科技有限公司 | 加热器及低温加热烟具 |
CN113080521A (zh) * | 2019-12-23 | 2021-07-09 | 深圳市合元科技有限公司 | 加热器以及包含该加热器的烟具 |
CN111035070A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-04-21 | 深圳麦时科技有限公司 | 气溶胶产生装置及其发热组件 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113966870A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-01-25 | 广州大学 | 一种用于雾化高粘度烟油的超声雾化装置 |
CN113966870B (zh) * | 2021-12-14 | 2024-06-07 | 广州大学 | 一种用于雾化高粘度烟油的超声雾化装置 |
WO2024027386A1 (zh) * | 2022-08-03 | 2024-02-08 | 深圳麦时科技有限公司 | 加热组件、雾化器及气溶胶生成装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6965236B2 (ja) | 放射加熱によるエアロゾル送達デバイス | |
WO2022048569A1 (zh) | 气溶胶生成装置以及红外加热器 | |
CN113519907A (zh) | 加热器以及包含该加热器的烟具 | |
CN212117075U (zh) | 一种加热装置 | |
US20230284699A1 (en) | Heater and cigarette device with the heater | |
CN113080519B (zh) | 加热器以及包含该加热器的烟具 | |
WO2021104472A1 (zh) | 加热器以及包括该加热器的烟具 | |
CN211910527U (zh) | 加热器以及包括该加热器的烟具 | |
WO2021104471A1 (zh) | 加热器以及包含该加热器的烟具 | |
CN219182820U (zh) | 加热组件以及气溶胶生成装置 | |
CN218354597U (zh) | 加热器以及包括该加热器的气溶胶生成装置 | |
CN113633033A (zh) | 加热器及其制备方法以及包含该加热器的气溶胶生成装置 | |
US20240122248A1 (en) | Aerosol generation device and infrared heater | |
WO2022095900A1 (zh) | 气溶胶生成装置及其控制方法 | |
CN113749298A (zh) | 加热器以及气溶胶生成装置 | |
CN215347048U (zh) | 气溶胶生成装置以及红外加热器 | |
WO2024017059A1 (zh) | 加热组件以及气溶胶生成装置 | |
CN219781579U (zh) | 加热器及气溶胶生成装置 | |
CN114246369A (zh) | 气溶胶生成装置以及红外加热器 | |
CN219353089U (zh) | 加热器及气溶胶生成装置 | |
CN219182821U (zh) | 加热组件以及气溶胶生成装置 | |
CN112841740B (zh) | 加热器以及包含该加热器的烟具 | |
WO2022028430A1 (zh) | 加热器以及含有该加热器的烟具 | |
WO2021104493A1 (zh) | 雾化器及电子烟 | |
WO2022063180A1 (zh) | 气溶胶生成装置以及红外加热器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |