CN113636857A - 一种组合物及其陶瓷雾化芯 - Google Patents

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Abstract

一种组合物及其陶瓷雾化芯，组合物包含如下组分：陶瓷粉体、烧结助剂、造孔剂、塑化剂、溶剂、分散剂。多孔均热层显著提高传热均匀性，有效避免发热不均匀、局部易过热和糊芯等现象。

Description

一种组合物及其陶瓷雾化芯
技术领域
本申请涉及电子烟领域，具体涉及一种组合物及其陶瓷雾化芯。
背景技术
传统的陶瓷雾化芯由多孔导油层和发热片构成，使用在微孔陶瓷表面覆盖的蚀刻线路或印刷的厚膜线路作为电热发热体，实现烟油的雾化。然而，该结构存在发热不均匀、局部易过热和糊芯等缺点。
发明内容
根据第一方面，在一实施例中，提供一种组合物，包含如下组分：瓷粉体、烧结助剂、造孔剂、塑化剂、溶剂、分散剂。
根据第二方面，在一实施例中，提供一种多孔均热层，所述多孔均热层含有如下组分：陶瓷粉体、烧结助剂。
根据第三方面，在一实施例中，提供一种多孔陶瓷雾化芯，所述多孔陶瓷雾化芯包含第二方面所述多孔均热层。
根据第四方面，在一实施例中，提供一种雾化器，所述雾化器包含第二方面所述多孔均热层，或第三方面所述多孔陶瓷雾化芯。
根据第五方面，在一实施例中，提供一种电子烟，所述电子烟包含第二方面所述多孔均热层，或第三方面所述多孔陶瓷雾化芯，第四方面所述雾化器。
根据第六方面，在一实施例中，提供一种多孔均热层的制备方法，包括：按配方量将第一方面所述组合物的各组分混合，制得浆料，将所述浆料涂覆至基体的至少部分表面，加热烧结，制得所述多孔均热层。
依据上述实施例的一种组合物及其陶瓷雾化芯，多孔均热层显著提高传热均匀性，有效避免发热不均匀、局部易过热和糊芯等现象。
附图说明
图1为一种实施例中陶瓷雾化芯的立体结构示意图；
图2为一种实施例中另一视角的陶瓷雾化芯结构示意图；
图3为一种实施例中陶瓷雾化芯的底部结构示意图；
图4为一种实施例中陶瓷雾化芯的分解结构示意图；
图5为另一种实施例中陶瓷雾化芯的立体结构示意图；
图6为另一种实施例中另一视角的陶瓷雾化芯结构示意图；
图7为另一种实施例中陶瓷雾化芯的底部结构示意图；
图8为另一种实施例中陶瓷雾化芯的分解结构示意图；
图9为方块型陶瓷雾化芯的立体结构示意图；
图10为方块型陶瓷雾化芯的主视结构示意图；
图11为方块型陶瓷雾化芯的仰视结构示意图；
图12为方块型陶瓷雾化芯的左视结构示意图；
图13为方块型陶瓷雾化芯的俯视结构示意图；
图14为方块型陶瓷雾化芯的分解结构示意图；
图15为方块型陶瓷雾化芯的另一分解结构示意图；
图16为方块型陶瓷基体的立体结构示意图；
图17为方块型陶瓷基体的分解结构示意图；
图18为对照例1的温场分布示意图；
图19为实施例1的温场分布示意图；
图20为实施例2的温场分布示意图；
图21为对照例1的陶瓷基体的电镜图；
图22为实施例1制得的多孔均热层的电镜图。
标号说明：1、陶瓷基体；11、凹槽；12、导热面；13、上平面；14、内凹槽；2、发热体；21、发热丝；22、电接头；23、外表面；3、多孔均热层；31、镂空区。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接，”如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
根据第一方面，在一实施例中，提供一种组合物，包含如下组分：陶瓷粉体、烧结助剂、造孔剂、塑化剂、溶剂、分散剂。该组合物可以用于制备陶瓷雾化芯的多孔均热层，起到导热作用，使得陶瓷雾化芯的温场分布更加均一，表面最高温度与最低温度之差更小。
陶瓷粉体为高导热材料，陶瓷粉体的作用主要是形成结构骨架，烧结助剂的作用主要是粘结陶瓷粉体并降低烧结温度，造孔剂的作用主要是汽化形成孔隙，溶剂的主要作用是溶解其他组分，形成稳定浆料。
在一实施例中，按重量计，所述组合物含有如下组分：60～65份陶瓷粉体、10～15份烧结助剂、5～15份造孔剂、1.5～2.5份塑化剂、10～17份溶剂、0.5～1.5份分散剂。
在一实施例中，按重量计，所述组合物含有如下组分：61份陶瓷粉体、12份烧结助剂、8份造孔剂、15份松油醇、1.5份乙基纤维素(CAS号：9004-57-3)、1.2份二甲苯、1.3份分散剂。
在一实施例中，所述陶瓷粉体的平均粒径为10～20μm。多孔均热层除导热的作用外，也需要能够实现导气，而导气不像导油那样需要很大的孔隙才能实现快速导气。陶瓷粉体的平均粒径应在10～20μm之间，小粒径陶瓷粉体的导热性能低于大粒径陶瓷粉体，同时，小粒径陶瓷粉体也会限制均热涂层中孔隙的平均孔径，使得平均孔径难以达到10μm。
在一实施例中，所述陶瓷粉体包括但不限于碳化硅、氮化硅、氮化硼、氮化铝、硅藻土、堇青石、氧化铝、氧化硅、石英砂、刚玉砂、玻璃砂、高岭土、黏土中的至少一种。
在一实施例中，所述烧结助剂包含软化点为500～600℃的低熔点玻璃粉。软化点是指物质软化的温度，主要是指无定形聚合物开始变软时的温度。测定方法不同，其结果往往不一致。较常用的有维卡(Vicat)法和环球法等。玻璃粉可以从市场上购买得到，玻璃粉的软化点参数通常由生产商提供。
使用低熔点烧结助剂(例如玻璃粉)的目的是为了使陶瓷粉体在550～650℃之间能够与发热芯基体以及陶瓷粉体之间紧密的结合在一起。
在一实施例中，所述玻璃粉包括但不限于硼硅酸盐玻璃粉。
在一实施例中，所述造孔剂包括但不限于聚苯乙烯(亦称聚苯乙烯微球)、聚甲基丙烯酸甲酯(英文简称PMMA，亦称聚甲基丙烯酸甲酯微球)、聚氨酯(聚氨酯微球)、聚丙烯(亦称聚丙烯微球)、聚氯乙烯(亦称聚氯乙烯微球)、碳粉、炭粉、碳酸盐、硝酸盐、铵盐、木屑、面粉、玉米粉、淀粉、豆粉中的至少一种。其中，炭粉是指农作物秸秆、林业剩余物制成的炭粉，亦称木炭粉、活性炭粉等等。
在一实施例中，所述造孔剂的粒径可以为5～500μm，优选为10～50μm，更优选为10～20μm。
在一实施例中，所述塑化剂包括但不限于乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等等中的至少一种，塑化剂主要起到粘接和成膜的作用。
在一实施例中，所述溶剂包括但不限于松油醇、二甲苯、乙醇等等中的至少一种。邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯均适用于本发明。如无特别说明，二甲苯通常是前述三种异构体的混合物。
在一实施例中，按重量计，所述组合物中含有如下溶剂：10～15份松油醇、0～2份二甲苯。
在一实施例中，所述分散剂包括但不限于油酸、硬脂酸中的至少一种。分散剂的主要作用是使陶瓷粉体与烧结助剂在浆料中分散均匀，保证浆料的均一性，同时可以防止发生沉降。
油酸的化学式为C18H34O2，是一种单不饱和Omega-9脂肪酸；硬脂酸的化学式为C18H36O2，分子量为284.48，是一种化合物，即十八烷酸。
根据第二方面，提供一种多孔均热层，所述多孔均热层含有如下组分：陶瓷粉体、烧结助剂。其他原料组分在烧结过程中挥发，因此，烧结后所得的多孔均热层中主要含陶瓷粉体、烧结助剂，几乎不含其他组分。
在一实施例中，按重量计，所述多孔均热层含有如下组分：60～65份陶瓷粉体、10～15份烧结助剂。
在一实施例中，所述陶瓷粉体的平均粒径为10～20μm。多孔均热层除导热的作用外，也需要能够实现导气，而导气不像导油那样需要很大的孔隙才能实现快速导气。陶瓷粉体的平均粒径应在10～20μm之间，小粒径陶瓷粉体的导热性能低于大粒径陶瓷粉体，同时，小粒径陶瓷粉体也会限制均热涂层中孔隙的平均孔径，使得平均孔径难以达到10μm。
在一实施例中，所述陶瓷粉体包括但不限于碳化硅、氮化硅、氮化硼、氮化铝、硅藻土、堇青石、氧化铝、氧化硅、石英砂、刚玉砂、玻璃砂、高岭土、黏土中的至少一种。
在一实施例中，所述烧结助剂包含软化点为500～600℃的低熔点玻璃粉。软化点是指物质软化的温度，主要是指无定形聚合物开始变软时的温度。测定方法不同，其结果往往不一致。较常用的有维卡(Vicat)法和环球法等。玻璃粉可以从市场上购买得到，玻璃粉的软化点参数通常由生产商提供。
在一实施例中，所述多孔均热层的孔隙率为40～70％，包括但不限于40％、50％、60％、70％等等。
在一实施例中，所述多孔均热层的导热系数为2～500W/(m·K)，优选为5～250W/(m·K)，更优选为10～100W/(m·K)。
在一实施例中，所述多孔均热层的孔隙平均孔径为5～30μm，优选为10～25μm，更优选为15～20μm，更优选为20μm。孔径过大会导致漏油风险增加，过小会导致导油不畅，前述孔径范围使得多孔均热层既能避免漏油，同时又能顺利导油。
根据抽吸体验，多孔均热层孔隙的平均孔径为20μm左右时，可以兼顾良好的导热与导气性能，同时与陶瓷基体(亦称发热芯基体)20μm以上(包含20μm)的孔隙平均孔径相比，多孔均热层相等或较小的孔隙也可以起到防漏油的作用。在一实施例中，多孔均热层孔隙的平均孔径≤陶瓷基体孔隙的平均孔径，可以起到防漏油的作用。
在一实施例中，所述多孔均热层的厚度为0.01～0.5mm，包括但不限于0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm等等。多孔均热层过厚会降低发热面温度，达不到雾化效果，在孔隙率、孔隙大小等参数满足要求的情况下，多孔均热层过薄通常不会带来其他负面问题。
在一优选的实施例中，所述多孔均热层的厚度为0.15～0.3mm。
在一实施例中，所述多孔均热层是由第一方面所述组合物制备得到。
在一实施例中，由第一方面所述组合物制备得到所述多孔均热层的制备方法如下：按配方量将所述组合物中各组分混合，制得浆料，将所述浆料涂覆至基体的至少部分表面，加热烧结，制得所述多孔均热层。涂覆的方式不受限制，包括不限于丝网印刷、喷涂、移印等等。
在一实施例中，所述加热烧结是指在550～650℃下烧结，包括但不限于550℃、600℃、650℃等等。
在一实施例中，加热少将诶时，在550～650℃下烧结的时间为15～60min，优选为30～60min，包括但不限于15min、20min、30min、40min、50min、60min等等。如果烧结时间太短，会造成均热层强度不够，如果烧结时间太长，则会造成孔隙率下降。
在一实施例中，加热烧结时，升温至烧结温度的升温速率为0.5～10℃/min，优选为2～7℃/min，包括但不限于0.5℃/min、1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min、10℃/min等等。升温速率过快会引起陶瓷开裂、鼓泡、变形等问题；过慢则容易出现偏聚。
在一实施例中，所述多孔均热层位于所述基体上发热体所在的表面。多孔均热层起到提升发热体附近区域的温度均匀性的作用。
在一实施例中，所述基体包括但不限于陶瓷基体。适用于本发明的陶瓷基体不受限制，可以是任意的陶瓷基体，陶瓷基体可以自行制备，也可以从市场上购买。在一些实施例中，也可以是参照申请人之前所申请专利《一种组合物及含连续玻璃相的多孔陶瓷雾化芯》(申请号：202110442892.0)中的制备方法所制备的多孔陶瓷雾化芯，或者是申请人之前所申请专利《一种组合物及含有梯度分布微孔的多孔陶瓷雾化芯》(申请号：202110444542.8)中所制备的多孔陶瓷雾化芯等等。
根据第三方面，在一实施例中，提供一种多孔陶瓷雾化芯，所述多孔陶瓷雾化芯包含第二方面所述多孔均热层。
在一些实施例中，所述多孔陶瓷雾化芯包括陶瓷基体以及贴附于所述陶瓷基体至少部分表面的发热体，所述陶瓷基体上用于贴附所述发热体的表面为所述陶瓷基体的导热面，所述导热面包括发热体覆盖的区域以及未覆盖的区域，所述陶瓷基体的导热面设有多孔均热层。发热体可以部分或完全嵌入陶瓷基体的导热面。部分嵌入是指发热体部分凸出于导热面，完全嵌入是指发热体的外表面(即发热体上未贴附至导热面的表面)与导热面上发热体未覆盖的区域齐平。通过在陶瓷基体的导热面设置多孔均热层，显著提高传热均匀性，有效避免发热不均匀、局部易过热和糊芯等现象。
在一实施例中，所述陶瓷基体的导热系数小于所述多孔均热层的导热系数。陶瓷基体的导热系数≥多孔均热层的导热系数，尤其是陶瓷基体的导热系数＞多孔均热层的导热系数时，热量会快速传递到整个雾化芯，导致发热面(即陶瓷基体上与发热体接触的表面)的温度下降太快，雾化效果差，所以通常选择导热系数低的陶瓷基体，使发热面具有高温来雾化烟油，同时提升烟雾爆发力。
在一实施例中，所述多孔均热层的导热系数：所述陶瓷基体的导热系数≥2:1。
在一实施例中，所述多孔均热层的导热系数：所述陶瓷基体的导热系数＝(2～200)：1，包括但不限于2：1、10：1、20：1、30：1、40：1、50：1、60：1、70：1、80：1、90：1、100：1、130：1、150：1、170：1、190：1、200：1等等。
在一些实施例中，所述陶瓷雾化芯为图1所示的鼎型，所述发热体贴附于陶瓷基体的导热面。
在一些实施例中，所述发热体可以呈片状，贴附至所示陶瓷基体的导热面。片状发热体亦称发热片。
在一些实施例中，所述发热体的中部呈S型，所述发热体的两端设有电接头，用于电性连接至电源，电源通电后，发热体会发热，从而使得多孔陶瓷雾化芯孔隙中的烟油雾化，尤其是靠近发热体的区域的烟油会雾化。
在一实施例中，所述多孔均热层覆盖包含所述发热件在内的整个导热面，也即是说，所述多孔均热层覆盖发热体的外表面以及导热面上发热体未能覆盖的区域，使得整个导热面均设有多孔均热层。
在一实施例中，所述多孔均热层覆盖所述导热面上发热体未覆盖的区域。
在一实施例中，所述多孔均热层为第二方面所述多孔均热层。
根据第四方面，在一实施例中，提供一种雾化器，所述雾化器包含第二方面所述多孔均热层，或第三方面所述多孔陶瓷雾化芯。
根据第五方面，在一实施例中，提供一种电子烟，所述电子烟包含第二方面所述多孔均热层，或第三方面所述多孔陶瓷雾化芯，或第四方面所述雾化器。
根据第六方面，在一实施例中，提供一种多孔均热层的制备方法，包括：按配方量将第一方面所述组合物的各组分混合，制得浆料，将所述浆料涂覆至基体的至少部分表面，加热烧结，制得所述多孔均热层。
在一实施例中，所述加热是指在550～650℃下烧结。
在一实施例中，加热时，550～650℃下烧结的时间为15～60min，优选为30～60min。
在一实施例中，加热时，升温至烧结温度的升温速率为0.5～10℃/min，优选为2～7℃/min。
在一实施例中，所述基体包括但不限于陶瓷基体。
在一实施例中，本发明设计了带有多孔导油层、发热片和多孔均热层的结构。其中，多孔均热层覆盖在发热端(与导油端相对)，有两种覆盖方式。第一种方式是多孔均热层完整地覆盖在外表面，并将发热片完全覆盖。第二种方式是多孔均热层具有与发热片互补的镂空图案，使发热片露出。具备该结构的雾化芯发热面温场分布均匀，有效克服了现有技术中温场分布不均的缺陷。
在一实施例中，如图1～图4所示，本实施例的多孔陶瓷雾化芯包括陶瓷基体1、发热体2、多孔均热层3，本实施例的陶瓷基体1呈鼎型，陶瓷基体1上用于安装发热体2的一面为导热面12，本实施例中，导热面12为陶瓷基体1的下底面，具体是将制备陶瓷基体1的混合料倒入模具中，模具底部预先放置有发热体2，热压铸、升温烧结之后，得到贴附有发热体2的陶瓷基体1。，发热体2的一部分嵌入陶瓷基体1的导热面12，另一部分凸出于导热面12。发热体2是在热压铸时预埋在陶瓷基体1的底部，其主要是靠与基体之间的机械啮合附着于陶瓷基体1，无需使用额外的粘接剂。陶瓷基体1的上平面13上设有凹槽11，烟油进入凹槽11后，向下渗透，达到导热面12，在发热体12的作用下，导热面12附近的烟油受热雾化。导热面12所安装的发热体2包括发热丝21以及位于发热丝21两端的电接头22，电接头22电连接至电源，本实施例的发热丝21呈S型，通过丝网印刷，在导热面12上发热体2未覆盖的区域以及发热体2的外表面23涂布均热材料，电接头22的外表面不涂覆均热材料，经过升温烧结，形成多孔均热层3。多孔均热层3覆盖整个发热丝21以及导热面12上发热丝21未能覆盖的区域，多孔均热层3不覆盖电接头22，使得电接头22露出，便于连接电源。多孔均热层3使得导热面12附近的温场分布更加均匀，提高热传导效率，从而避免发热不均匀、局部易过热和糊芯等现象。
在另一实施例中，如图5～图8所示，本实施例的多孔陶瓷雾化芯包括陶瓷基体1、发热体2以及多孔均热层3，陶瓷基体1呈鼎型，发热体2包括发热丝21以及位于发热丝21两端的电接头22，电接头22可电连接至电源，通电后，发热丝21即可发热，发热体2贴附于陶瓷基体1的导热面12。具体是将制备陶瓷基体1的混合料倒入模具中，模具底部预先放置有发热体2，热压铸、升温烧结之后，得到贴附有发热体2的陶瓷基体1，发热体2的一部分嵌入陶瓷基体1的导热面12，另一部分凸出于导热面12。发热体2是在热压铸时预埋在陶瓷基体1的底部，其主要是靠与基体之间的机械啮合附着于陶瓷基体1。通过丝网印刷，在导热面12上发热体2未覆盖的区域涂布均热材料，发热体2的外表面23以及电接头22的外表面均不涂覆均热材料，经过升温烧结，形成多孔均热层3。多孔均热层3的镂空区31与发热体2的形状一致，多孔均热层3与发热体2的形状互补，覆盖整个导热面12。
在另一实施例中，如图9～图15所示，本实施例的多孔陶瓷雾化芯包括陶瓷基体1、发热体2以及多孔均热层3，陶瓷基体1呈方块型，发热体2包括发热丝21以及位于发热丝21两端的电接头22，电接头22可电连接至电源，通电后，发热丝21即可发热，发热体2贴附于陶瓷基体1的导热面12。具体是将制备陶瓷基体1的混合料倒入模具中，模具底部预先放置有发热体2，热压铸、升温烧结之后，得到贴附有发热体2的陶瓷基体1。成型后的陶瓷基体1的导热面12具有内凹槽14，发热体2的一部分嵌入导热面12的内凹槽14，另一部分凸出于导热面12。发热体2是在热压铸时预埋在陶瓷基体1的底部，其主要是靠与基体之间的机械啮合附着于陶瓷基体1。通过丝网印刷，在导热面12上发热体2未覆盖的区域涂布均热材料，发热体2的外表面23以及电接头22的外表面均不涂覆均热材料，经过升温烧结，形成多孔均热层3。多孔均热层3的镂空区31与发热体2的形状一致，多孔均热层3与发热体2的形状互补，覆盖整个导热面12。
在另一实施例中，如图16、图17所示，发热体2也可以完全嵌入内凹槽14中，发热体2的外表面23与陶瓷基体1的导热面12齐平，然后可以在发热体2的外表面23以及导热面12上发热体2未覆盖的区域涂覆均热材料，形成多孔均热层，多孔均热层不覆盖发热体2的电接头22，使得电接头2可以与外部电源连接，顺利通电。本实施例的陶瓷基体1呈方块型。
以下对照例、实施例中，对于陶瓷基体、多孔均热层，孔隙率的测试方法参照《GB/T1966-1996多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法》，具体测试方法为阿基米德排水法，孔隙率即为GB/T1966-1996中的显气孔率；孔径的测试方法如下：用图像识别软件分析电镜照片中的孔径；导热系数的测试方法参照《ASTM C201-1993(2009)耐火材料导热性的标准试验方法》。
对照例1
本对照例的陶瓷雾化芯结构示意图参考图16、图17，陶瓷雾化芯由陶瓷基体1(亦称多孔导油层)和发热体2(亦称发热片)组成。多孔导油层的孔隙率为53％，导热系数为0.8W/(m·K)，平均孔径为20μm，材质为二氧化硅。发热体2由蚀刻工艺生产，阻值为1.1欧姆，材质为镍铬合金。多孔导油层即为图16、图17中的陶瓷基体1。
具体制备方法如下：称取各原料，配制粉料，按质量百分比计，粉料由如下原料组分组成：60％熔融石英粉体、17％玻璃粉(软化点约500℃的硼硅酸盐玻璃粉)、23％造孔剂(PMMA，平均粒径为20μm)。将各原料加入滚筒式混料机混合，得到粉料，向粉料中加入塑化剂石蜡和分散剂油酸。塑化剂石蜡的加入质量为粉料质量的25％，分散剂油酸的加入质量为粉料质量的1％。60～70℃下搅拌混合2h，将混合料转入热压铸机中，模具中放入蚀刻发热片，在70℃、0.7～1MPa下热压铸得到陶瓷胚体。然后进行排蜡，具体是将样品完全埋入氧化铝基排蜡粉中进行排蜡，排蜡的具体方法如下：将热压铸得到的胚体以1℃/min的速率升温至200～250℃，然后以0.5℃/min的速率升温至400～450℃，得到除蜡料；然后在650℃下烧结30min，制备得到多孔陶瓷雾化芯。
制备过程中，石蜡、分散剂会全部排尽，造孔剂也会全部汽化挥发，仅有陶瓷粉体和玻璃粉会最终保留在多孔陶瓷雾化芯产品中。
本对照例制得的多孔陶瓷雾化芯的孔隙率约为50～55％。
图21为本对照例制得的陶瓷基体的电镜图。
图21、图22所使用的扫描电镜信息如下：
扫描电镜型号：JSM-IT500A；生产厂商：JEOL(日本电子株式会社)。
实施例1
本实施例的多孔陶瓷雾化芯包括陶瓷基体1、发热体2和多孔均热层3，陶瓷基体1为多孔导油结构，本实施例的多孔陶瓷雾化芯的陶瓷基体1、发热体2的结构示意图参照图16、图17，陶瓷基体1呈方块型，发热体2完全嵌入陶瓷基体1底部的导热面12，发热体2的外表面23与陶瓷基体1的导热面12齐平，多孔均热层3的结构示意图参见图1～图4，多孔均热层3覆盖包括发热体2在内的整个导热面12，但不覆盖发热体2的电接头22。多孔导油层和发热片组成陶瓷基体，特征与对照例1相同。
多孔均热层3完全覆盖包含发热体12在内的整个导热面12，多孔均热层3的厚度为0.3mm，平均孔径为20μm，主要材质为碳化硅。多孔均热层3的导热系数为40W/(m·K)。
陶瓷基体的制备方法与对照例1相同。
多孔均热层的制备：称取配制浆料所需的原料，按照质量百分比，浆料由如下组分组成：61％的碳化硅粉体(平均粒径可以为10～20μm，本实施例具体为20μm)、12％玻璃粉(软化点约550℃的玻璃粉)、8％造孔剂(PMMA，平均粒径为20μm)、15％松油醇、1.5％乙基纤维素、1.2％二甲苯和1.3％油酸。将各组分混合，搅拌均匀后得到浆料。使用100目的印刷网版，将浆料均匀涂覆在陶瓷基体的发热端(即发热体所在的一端)。将涂覆后的雾化芯以5℃/min的速率升温至550～570℃，然后在550～570℃下保温30min，制备得到带有多孔均热层的陶瓷雾化芯。造孔剂、石蜡、硬脂酸、油酸在制备过程中挥发，陶瓷基体、玻璃粉保留，形成陶瓷雾化芯。
图22为本实施例制得的多孔均热层的电镜图。
实施例2
本实施例的多孔陶瓷雾化芯包括多孔导油的陶瓷基体1、发热体2和多孔均热层3，本实施例的多孔陶瓷雾化芯的陶瓷基体1的结构示意图参考图16、图17，呈方块型，发热体2、多孔均热层3的结构示意图参考图5～图8，发热体2的一部分嵌入陶瓷基体1底部的导热面12，另一部分凸出于导热面12，多孔均热层3覆盖至导热面12上发热体2未覆盖的区域，多孔均热层3的外表面与发热体2的外表面23齐平。
本实施例的多孔陶瓷雾化芯的制备方法参照实施例1。本实施例中制备方法不同于实施例1的环节在于，使用带有与金属蚀刻片(即发热体2)的线路图案相对应的印刷网版，使金属蚀刻片露出，多孔均热层3与金属蚀刻片拼接成一个完整表面，印刷网版挡住发热体2，涂布完成之后，取下网版，留下与发热体2互补的多孔均热层3。本实施例中多孔均热层3的厚度为0.15mm，该厚度与金属蚀刻片(即发热体2)凸出于导热面12的厚度相同。除厚度之外，多孔均热层的导热系数、孔隙率、孔隙平均孔径等参数同实施例1。
温场分布测试实验
温场分布测试的方法如下：对发热体2通电，使得陶瓷基体1被加热，使用热红外成像测定整个发热体，再选取表面温度最高点和表面温度最低点。
图18和图19分别是对照例1和实施例1的温场分布情况(基于实验测试数据建模得到)，加热时间为2s，温度单位为K。从实验结果可以发现，实施例1的发热端的温场分布均匀程度远高于对照例1。
图20为实施例2的陶瓷雾化芯温场分布情况图。
温场分布数据如表1所示。
表1温场分布数据汇总
Figure BDA0003211700400000091
表1对比了对照例1、实施例1和实施例2的发热端的最大温差。可以发现，实施例1、实施例2的温度均匀性均高于对照例1，尤其是实施例1的多孔均热层，很好地改善了陶瓷雾化芯发热端的温度均匀性。说明多孔均热层完全覆盖发热片时，其温度均匀性高于部分覆盖发热片的雾化芯。
陶瓷基体的形状除鼎形外，也可以是其他形状的陶瓷雾化芯，如方块型等等。方块型通常是指没有凹槽且整体为长方体形或方片形。
在一些实施例中，本发明的多孔均热层主要适用于发热片部分外露的雾化芯。
在一些实施例中，雾化芯的外形不受限制，雾化芯的外陶瓷基体上部可以有凹槽，也可以没有凹槽。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种组合物，其特征在于，包含如下组分：陶瓷粉体、烧结助剂、造孔剂、塑化剂、溶剂、分散剂。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，按重量计，所述组合物含有如下组分：60～65份陶瓷粉体、10～15份烧结助剂、5～15份造孔剂、1.5～2.5份塑化剂、10～17份溶剂、0.5～1.5份分散剂；
和/或，按重量计，所述组合物含有如下组分：61份陶瓷粉体、12份烧结助剂、8份造孔剂、15份松油醇、1.5份乙基纤维素、1.2份二甲苯、1.3份分散剂。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述陶瓷粉体的平均粒径为10～20μm；
和/或，所述陶瓷粉体选自碳化硅、氮化硅、氮化硼、氮化铝、硅藻土、堇青石、氧化铝、氧化硅、石英砂、刚玉砂、玻璃砂、高岭土、黏土中的至少一种；
和/或，所述烧结助剂包含软化点为500～600℃的低熔点玻璃粉；
和/或，所述造孔剂包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚丙烯、聚氯乙烯、碳粉、炭粉、碳酸盐、硝酸盐、铵盐、木屑、面粉、玉米粉、淀粉、豆粉中的至少一种；
和/或，所述造孔剂的粒径为5～500μm，优选为10～50μm，更优选为10～20μm；
和/或，所述塑化剂选自乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的至少一种；
和/或，所述溶剂选自松油醇、二甲苯、乙醇中的至少一种；
和/或，按重量计，所述组合物中含有如下溶剂：10～15份松油醇、0～2份二甲苯；
和/或，所述分散剂选自油酸、硬脂酸中的至少一种。
4.一种多孔均热层，其特征在于，所述多孔均热层含有如下组分：陶瓷粉体、烧结助剂。
5.如权利要求4所述的多孔均热层，其特征在于，按重量计，所述多孔均热层含有如下组分：60～65份陶瓷粉体、10～15份烧结助剂；
和/或，所述陶瓷粉体选自碳化硅、氮化硅、氮化硼、氮化铝、硅藻土、堇青石、氧化铝、氧化硅、石英砂、刚玉砂、玻璃砂、高岭土、黏土中的至少一种；
和/或，所述烧结助剂包含软化点为500～600℃的低熔点玻璃粉；
和/或，所述多孔均热层的孔隙率为40～70％；
和/或，所述多孔均热层的导热系数为2～500W/(m·K)；
和/或，所述多孔均热层的孔隙的平均孔径为5～30μm，优选为10～25μm，更优选为15～20μm；
和/或，所述多孔均热层的厚度为0.01～0.5mm，优选为0.15～0.3mm；
和/或，所述多孔均热层是由权利要求1～3任意一项所述组合物制备得到；
和/或，由权利要求1～3任意一项所述组合物制备得到所述多孔均热层的制备方法如下：按配方量将所述组合物中各组分混合，制得浆料，将所述浆料涂覆至基体的至少部分表面，加热烧结，制得所述多孔均热层；
和/或，所述加热烧结是指在550～650℃下烧结；
和/或，加热烧结时，在550～650℃下烧结的时间为15～60min，优选为30～60min；
和/或，加热烧结时，升温至烧结温度的升温速率为0.5～10℃/min，优选为2～7℃/min；
和/或，所述多孔均热层位于所述基体上发热体所在的表面；
和/或，所述基体包括陶瓷基体。
6.一种多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述多孔陶瓷雾化芯包含权利要求4～5任意一项所述多孔均热层。
7.如权利要求6所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述多孔陶瓷雾化芯包括陶瓷基体以及贴附于所述陶瓷基体至少部分表面的发热体，所述陶瓷基体上用于贴附所述发热体的表面为所述陶瓷基体的导热面，所述导热面包括发热件覆盖的区域以及未覆盖的区域，所述陶瓷基体的导热面设有所述多孔均热层；
和/或，所述陶瓷基体的导热系数小于所述多孔均热层的导热系数；
和/或，所述多孔均热层的导热系数：所述陶瓷基体的导热系数≥2:1；
和/或，所述多孔均热层的导热系数：所述陶瓷基体的导热系数＝(2～200)：1；
和/或，所述多孔均热层覆盖包含所述发热体在内的整个导热面；
和/或，所述多孔均热层覆盖所述导热面上发热体未覆盖的区域；
和/或，所述多孔均热层为权利要求4～5任意一项所述多孔均热层。
8.一种雾化器，其特征在于，所述雾化器包含权利要求4～5任意一项所述多孔均热层，或权利要求6～7任意一项多孔陶瓷雾化芯。
9.一种电子烟，其特征在于，所述电子烟包含权利要求4～5任意一项所述多孔均热层，或权利要求6～7任意一项所述多孔陶瓷雾化芯，或权利要求8所述雾化器。
10.一种多孔均热层的制备方法，包括：按配方量将权利要求1～3任意一项所述组合物的各组分混合，制得浆料，将所述浆料涂覆至基体的至少部分表面，加热烧结，制得所述多孔均热层。
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