CN114617294A - 发热组件及电子雾化装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种发热组件及电子雾化装置,发热组件包括多孔陶瓷基体、发热层和第一介质层,发热层与多孔陶瓷基体贴合设置,第一介质层贴合设置于发热层远离多孔陶瓷基体的表面;第一介质层包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。通过在发热层远离多孔陶瓷基体的表面设置第一介质层,阻隔待雾化基质与发热层接触,大大降低待雾化基质对发热层的腐蚀,延长发热组件的使用寿命,进而延长电子雾化装置的使用寿命;并且由于第一介质层阻隔了待雾化基质对发热层的腐蚀,发热层可以由无有害重金属材料制成,最大限度的降低了发热组件中发热层的材料对电子雾化装置使用者造成的安全隐患。
Description
技术领域
本申请涉及雾化器技术领域,具体是涉及一种发热组件及电子雾化装置。
背景技术
现有的,电子雾化装置的陶瓷雾化芯大多为在多孔陶瓷基体上印刷镍铬或铁铬铝,陶瓷雾化芯金属膜中铬含量较高,一般其重量百分含量为20%左右。高铬含量的设计主要是为了在使用过程中保证金属膜表面可形成一层保护性的氧化铬钝化膜,防止金属膜在雾化过程中因被腐蚀而失效。
众所周知,重金属元素(如铬)会在人体器官如肝、肾、肺积聚而造成相应器官的损伤,陶瓷雾化芯金属膜中的高含量铬金属等其他有害重金属的存在会给电子雾化装置的使用者带来安全隐患。且陶瓷雾化芯金属膜易受腐蚀,影响电子雾化装置的使用寿命。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种发热组件及电子雾化装置,以解决现有技术中陶瓷雾化芯的金属膜给电子雾化装置的使用者带来的安全隐患。
为了解决上述技术问题,本申请提供的第一个技术方案为:提供一种发热组件,包括:多孔陶瓷基体、发热层和第一介质层;发热层与所述多孔陶瓷基体贴合设置;第一介质层贴合设置于所述发热层远离所述多孔陶瓷基体的表面;所述第一介质层包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。
其中,进一步还包括第二介质层,所述第二介质层贴合设置于所述发热层靠近所述多孔陶瓷基体的表面。
其中,进一步还包括第三介质层,所述第三介质层贴合设置于所述第一介质层远离所述发热层的表面;所述第三介质层上设置有多个通孔。
其中,其特征在于,所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层中所述玻璃相的重量百分比为77%-93%,所述非玻璃相的无机非金属材料的重量百分比为7%-23%。
其中,其特征在于,所述玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系。
其中,所述非玻璃相无机非金属材料为SiO2、Al2O3、SiC中一种或多种,所述无机非金属材料的粒度为1μm-20μm。
其中,所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层的厚度为5μm-60μm。
其中,所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层的图案相同。
其中,所述发热层的原材料为金属或非金属导电相,所述发热层的厚度为5μm-60μm。
其中,所述发热层的原材料为银基合金、镍基合金、铁基合金、钛基合金和锆基合金中的一种或多种。
为了解决上述技术问题,本申请提供的第二个技术方案为:提供一种电子雾化装置,包括:发热组件,所述发热组件为上述任意一项所述的发热组件。
本申请的有益效果:区别于现有技术,本申请中的发热组件包括多孔陶瓷基体、发热层和第一介质层,发热层与多孔陶瓷基体贴合设置,第一介质层贴合设置于发热层远离多孔陶瓷基体的表面,第一介质层包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体。通过在发热层远离多孔陶瓷基体的表面设置第一介质层,阻隔待雾化基质与发热层接触,大大降低待雾化基质对发热层的腐蚀,延长发热组件的使用寿命,进而延长电子雾化装置的使用寿命;并且由于第一介质层阻隔了待雾化基质对发热层的腐蚀,发热层可以由无有害重金属材料制成,最大限度的降低了发热组件中发热层的材料对电子雾化装置使用者造成的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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它的附图。
图1是本申请提供的电子雾化装置的结构示意图;
图2是本申请提供的发热组件第一实施例的结构示意图;
图3是本申请提供的发热组件第一实施例中发热组件制作方法流程示意图;
图4是本申请提供的发热组件第二实施例的结构示意图;
图5是本申请提供的发热组件第二实施例中发热组件制作方法流程示意图;
图6是本发明提供的发热组件第二实施例中步骤S03的形貌图;
图7是本发明提供的发热组件第二实施例中步骤S04的形貌图;
图8是本发明提供的发热组件第二实施例中步骤S05的结构图;
图9是本申请提供的发热组件第三实施例的结构示意图;
图10是本申请提供的发热组件第三实施例中发热组件制作方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是,以下实施例仅用于说明本申请,但不对本申请的范围进行限定。同样的,以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1,是本申请提供的电子雾化装置的结构示意图。
电子雾化装置可用于烟液、药液等液态基质的雾化。电子雾化装置包括相互连接的雾化器1和电源组件2。
雾化器1用于存储待雾化基质并雾化待雾化基质以形成可供用户吸食的气溶胶。该雾化器1具体可用于雾化待雾化基质并产生气溶胶,以用于不同的领域,比如,医疗、电子气溶胶化装置等;在一具体实施例中,该雾化器1可用于电子气溶胶化装置,用于雾化待雾化基质并产生气溶胶,以供抽吸者抽吸,以下实施例均以此为例;当然,在其他实施例中,该雾化器1也可应用于喷发胶设备,以雾化用于头发定型的喷发胶;或者应用于治疗上下呼吸系统疾病的医用设备,以雾化医用药品。雾化器1包括发热组件11和储液器12,储液器12用于存储待雾化基质,发热组件11用于将储液器12中的待雾化基质加热雾化。
电源组件2包括电池21、控制器22和气流传感器23;电池21用于为雾化器1供电,以使得雾化器1能够雾化液态基质形成气溶胶;控制器22用于控制雾化器1工作;气流传感器23用于检测电子雾化装置中气流变化以启动电子雾化装置。
雾化器1与电源组件2可以是一体设置,也可以是可拆卸连接,根据具体需要进行设计。
请参阅图2,是本申请提供的发热组件第一实施例的结构示意图。
在本实施例中,发热组件11包括多孔陶瓷基体13、发热层14和第一介质层15。发热层14与多孔陶瓷基体13贴合设置,第一介质层15贴合设置于发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面。其中,发热层14可以是金属膜、金属丝、金属网或其它发热线路,根据需要进行选择。第一介质层15可以是在待雾化基质或雾化好的气溶胶中稳定的玻璃相、陶瓷膜层等,能够阻隔待雾化基质或雾化好的气溶胶与发热层14的接触即可。
本实施例中,第一介质层15包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。玻璃相占第一介质层15总重量的重量百分比为77%-93%,非玻璃相的无机非金属材料占第一介质层15总重量的重量百分比为7%-23%。
第一介质层15由第一浆料烘干制得,第一浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。第一浆料烘干过程中,有机载体持续挥发,因此,第一介质层15包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。第一介质层15与第一浆料的不同之处在于是否含有有机载体。其中,非玻璃相的无机非金属材料为高熔点无机非金属材料(熔点大于1800℃),其熔点高于玻璃相的熔点。
第一浆料中,玻璃相占第一浆料总重量的重量百分比为50%-70%,非玻璃相的无机非金属材料占第一浆料总重量的重量百分比为5%-15%,有机载体占第一浆料总重量的重量百分比为25%-35%。
在一个实施例中,玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系,该玻璃相体系可以更好的与多孔陶瓷基体13进行匹配,防止第一浆料在高温烧结过程中产生应力使第一介质层15产生微裂纹;玻璃相体系不限于SiO2-ZnO-BaO体系,其他体系SiO2-CaO-ZnO、SiO2-ZnO-R2O、SiO2-B2O3等均可实现,玻璃相的材料具体可根据多孔陶瓷基体13及第一浆料的烧结工艺进行选择。
在一个实施例中,非玻璃相的无机非金属材料包括SiO2,非玻璃相的无机非金属材料的粒度为1μm-20μm,可以更好的降低第一浆料在高温烧结过程的膨胀收缩;非玻璃相的无机非金属材料不限于SiO2,与其功能相似的Al2O3、ZrO2、SiC等均可实现,非玻璃相的无机非金属材料具体可以根据需要进行选择。
在一个实施例中,有机载体包括树脂和溶剂。树脂包括乙基纤维素,溶剂包括松油醇和丁基卡必醇醋酸酯体系,松油醇和丁基卡必醇醋酸酯均为乙基纤维素的良溶剂,松油醇和丁基卡必醇醋酸酯搭配使用可以调控第一浆料的挥发性和流平性,同时松油醇和丁基卡必醇醋酸酯可以调节有机载体的粘度,适当的粘度可以充分润湿玻璃相和非玻璃相无机非金属材料,改善第一浆料的印刷性。其中,松油醇占有机载体总重量的重量百分比为50%-70%,丁基卡必醇醋酸酯占有机载体总重量的质量百分比为27%-42%,乙基纤维素占有机载体总重量的重量百分比为3%-8%。其他实施方式中,树脂还可以是醋酸丁酸纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯缩丁醛等;溶剂还可以是丁基卡必醇、二乙二醇二丁醚、三乙二醇丁醚、醇酯十二、柠檬酸三丁酯、三丙二醇丁醚等;树脂和溶剂的具体材料组成可以根据需要进行选择。
待雾化基质的体系众多,待雾化基质的pH值通常为3.9-10.2,雾化温度通常为200-350℃,待雾化基质在雾化温度下具有极强的腐蚀性。为了降低待雾化基质对发热层14的腐蚀性,通常通过提高发热层14原材料中的铬含量,以使在发热层14表面形成具有保护性的氧化铬钝化膜来实现。铬为有害重金属,重金属在人体器官如肝、肾、肺积聚会造成相应器官的损伤,对使用者的身体健康造成威胁。且发热层14被待雾化基质腐蚀后,影响发热层14的性能,使得发热层14无法准确响应控制器22的控制信号,发热层14加热实际达到的温度与控制器22控制其需达到的温度存在差值,或发热层14加热实际达到的温度不稳定,影响气溶胶中挥发性香气的浓度,进而影响雾化好的气溶胶口感的一致性,降低使用者的体验感。
本申请中,第一介质层15的材料使其能够在待雾化基质或雾化好的气溶胶中稳定存在,几乎不受待雾化基质或雾化好的气溶胶的腐蚀。通过在发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面贴合设置第一介质层15,由于发热层14和第一介质层15均为致密层,第一介质层15可以阻隔待雾化基质或雾化好的气溶胶与发热层14接触,大大降低待雾化基质或雾化好的气溶胶对发热层14的腐蚀,延长了其使用寿命;进而降低了对发热层14材料中对重金属含量(如铬)的要求。
通过设置第一介质层15保护发热层14后,使得发热层14可以采用任意功能性达标的金属或非金属导电相,大大提高产品安全性;甚至为了切断有害重金属带来的安全隐患或降低成本,可选用无有害重金属的金属或非金属导电相。
本申请实施例中,发热层14的材料中不包含有毒重金属;发热层14可采用生物医用材料,如钛基合金、锆基合金、镍基合金、银基合金、铁基合金等,使得发热层14易烧结,安全性高,干湿烧等性能优异。
请参阅图3,是本申请提供的发热组件第一实施例中发热组件制作方法流程示意图。
发热组件11的制作方法包括:
步骤S01:获取多孔陶瓷基体。
具体地,准备好陶瓷粉料,通过丝网印刷、烧结制成多孔陶瓷基体13。
步骤S02:在多孔陶瓷表面形成发热层。
具体地,将用于形成发热层14的原材料制成电阻浆料;将电阻浆料通过丝网印刷在多孔陶瓷基体13的表面;在空气氛围下,将多孔陶瓷基体13和电阻浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在多孔陶瓷基体13表面形成发热层14。本实施例中,电阻浆料的主要成分为镍。发热层14的厚度为5μm-60μm。
步骤S03:在发热层远离多孔陶瓷基体的表面形成第一介质层。
具体地,将用于形成第一介质层15的原材料制成第一浆料;将第一浆料通过丝网印刷在发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面;在空气氛围中,将多孔陶瓷基体13、发热层14和第一浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面形成第一介质层15,第一介质层15的厚度为5μm-60μm,电阻值为0.7Ω-0.9Ω。
其中,第一浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。本实施例中,玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系,玻璃相占第一浆料总重量的重量百分比为50%-70%;非玻璃相的无机非金属材料包括SiO2,非玻璃相的无机非金属材料的粒度为1μm-20μm,非玻璃相的无机非金属材料占第一浆料总重量的重量百分比为5%-15%;有机载体占第一浆料总重量的重量百分比为25%-35%,有机载体包括树脂和溶剂,树脂包括乙基纤维素,溶剂包括松油醇和丁基卡必醇醋酸酯体系,乙基纤维素占有机载体总重量的重量百分比为3%-8%,松油醇占有机载体总重量的重量百分比为50%-70%,丁基卡必醇醋酸酯占有机载体总重量的质量百分比为27%-42%。
步骤S04:通过烧结使多孔陶瓷基体、发热层和第一介质层形成一整体结构。
具体地,将多孔陶瓷基体13、发热层14和第一介质层15在一定温度下烧结(最高温为1100℃,烧结时间30min),即,采用共烧工艺使多孔陶瓷基体13、发热层14和第一介质层15形成一整体结构。其中,第一介质层15和发热层14的图案相同。
在其他实施方式中,多孔陶瓷基体13、发热层14和第一介质层15可以通过喷涂、物理气相沉积工艺(PVD)、化学气相沉积工艺(CVD)等方式形成,也可以多种工艺搭配使用;多孔陶瓷基体13、发热层14和第一介质层15也可采用非共烧工艺形成一体结构,根据需要进行选择。
可以理解的是,发热组件11的发热层14上需设置引脚以与电池21电连接,引脚上涂覆银浆,以防止引脚被待雾化基质或雾化好的气溶胶腐蚀,起到保护作用;也可以选用其他金属涂层来保护引脚,根据需要进行选择。
将第一实施例中的发热组件11、发热组件一号和发热组件二号进行比较,通过实现证明其性能的优劣。其中,发热组件一号由多孔陶瓷基体13和发热层14组成,其中,发热层14的主要材料为镍;发热组件二号由多孔陶瓷基体13和发热层14组成,发热层14的主要材料为镍铬。为了方便统计,将本申请第一实施例中的发热组件11称为发热组件三号;发热组件三号由多孔陶瓷基体13、发热层14和第一介质层15组成,其中,发热层14的材料为镍,第一介质层15的主要材料为Si-Zn-Ba玻璃体系。
实验一:发热组件一号、发热组件二号和发热组件三号分别浸入4%乙酸进行浸泡实验,实验结果如表1所示。
表14%乙酸浸泡结果
发热组体 | 4%乙酸浸出Ni量(μg/ml) |
三号 | 低于仪器检出限值 |
二号 | 16.20 |
一号 | 19.00 |
实验二:发热组件一号、发热组件二号和发热组件三号分别浸入57mg的芒果香味待雾化基质进行浸泡实验,实验结果如表2所示。
表2芒果57mg烟油浸泡结果
发热组件 | 芒果烟油浸出Ni量(g/ml) | 芒果烟油浸出Cr量(g/ml) |
三号 | 低于仪器检出限值 | 无 |
二号 | 3.0 | 1 |
一号 | 3.50 | 无 |
实验三:发热组件一号、发热组件二号和发热组件三号在恒功率6.5W、通3S断8S、空气中循环50次的条件下分别进行寿命测试实验,实验结果如表3所示。
表3干烧寿命测试
发热组件 | 测试结果 |
三号 | 50次未烧断,冷却后电阻无变化 |
二号 | 12次后烧断 |
一号 | 50次未烧断,冷却后电阻无变化 |
实验四:发热组件一号、发热组件二号和发热组件三号在功率6.5W、通3S断8S、丙三醇中循环50次的条件下分别进行寿命测试实验,测试条件:恒功率6.5w、通3s断开8s、丙三醇中200次循环寿命测试,实验结果如表4所示。
表4湿烧寿命测试
发热组件 | 测试结果 |
三号 | 200次未失效,烟雾量正常 |
二号 | 200次未失效,烟雾量正常 |
一号 | 200次未失效,烟雾量正常 |
通过表1和表2的实验结果可知,本申请第一实施例的发热组件11(发热组件三号)的金属离子溶出明显降低或无法检出。通过表3和表4的实验结果可知,本申请第一实施例的发热组件11(发热组件三号)的使用寿命高于现有的发热组件11。因此,本申请的发热组件11能够显著降低发热层14材料对使用者造成的安全隐患。
请参阅图4,是本申请提供的发热组件第二实施例的结构示意图。
在第二实施例中,发热组件11的结构与第一实施例中基本相同,不同之处在于发热组件11还包括第二介质层16。
在本实施例中,发热组件11包括多孔陶瓷基体13、发热层14、第一介质层15和第二介质层16。第二介质层16贴合设置于发热层14靠近多孔陶瓷基体13的表面,第二介质层16与多孔陶瓷基体13贴合设置。第二介质层16可以是在待雾化基质或雾化好的气溶胶中稳定的玻璃相、无机非金属复合材料、陶瓷膜层等,能够阻隔待雾化基质或雾化好的气溶胶与发热层14的接触,且提高发热层14的膜基结合力(即,发热层14与发热组件中其他元件的结合力)即可。
本实施例中,第二介质层16包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。玻璃相占第二介质层16总重量的重量百分比为77%-93%,非玻璃相的无机非金属材料占第二介质层16总重量的重量百分比为7%-23%。
第二介质层16由第二浆料烘干制得,第二浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。第二浆料烘干过程中,有机载体持续挥发,因此,第二介质层16包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。第二介质层16与第二浆料的不同之处在于是否含有有机载体。其中,非玻璃相的无机非金属材料为高熔点无机非金属材料(熔点大于1800℃),其熔点高于玻璃相的熔点。第二浆料与第一浆料的组成成分及其比例基本相同,不再赘述。
通过在发热层14与多孔陶瓷基体13之间设置第二介质层16,第二介质层16为致密层,阻隔多孔陶瓷基体13靠近发热层14表面的待雾化基质与发热层14的接触,大大减缓待雾化基质对发热层14的腐蚀。同时,第二介质层16包括相对设置的第一表面和第二表面,第一表面与发热层14贴合设置,第二表面与多孔陶瓷基体13贴合设置,第二介质层16与发热层14、多孔陶瓷基体13的结合强度大于发热层14与多孔陶瓷基体13的结合强度,因此,通过第二介质层16提高发热层14与多孔陶瓷基体13的结合强度,即提高了膜基结合力,进而降低了发热层14脱落的风险,即改善了热振带来的不利影响。可以理解的是,第二介质层16中的非玻璃相无机非金属材料起到骨架作用,能够提高膜基的匹配性和结合力。
可以理解的是,第二介质层16中各个成分之间的比例可以根据多孔陶瓷基体13和发热层14的热膨胀系数来进行选择,以提高膜基结合力的同时降低发热层14脱落的风险,进而改善热振带来的不利影响。若发热层14靠近多孔陶瓷基体13的表面受待雾化基质的腐蚀较轻,发热层14与多孔陶瓷基体13的结合力较强,且热振对膜基的影响较小,可以选择在发热层14与多孔陶瓷基体13之间不设置第二介质层16,第二介质层16的设置根据具体需要进行选择。
第一介质层15和第二介质层16的材料使其能够在待雾化基质或雾化好的气溶胶中稳定存在,几乎不受待雾化基质或雾化好的气溶胶的腐蚀。通过在发热层14与多孔陶瓷基体13之间设置第二介质层16、发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面贴合设置第一介质层15,由于发热层14和第一介质层15、第二介质层16均为致密层,第一介质层15和第二介质层16可以阻隔待雾化基质或雾化好的气溶胶与发热层14接触,大大降低待雾化基质或雾化好的气溶胶对发热层14的腐蚀,延长了其使用寿命;降低了对发热层14材料中对重金属含量(如铬)的要求。通过设置第一介质层15和第二介质层16保护发热层14后,使得发热层14可以采用任意功能性达标的金属或非金属导电相,大大提高产品安全性;甚至为了切断有害重金属带来的安全隐患或降低成本,可选用无有害重金属的金属或非金属导电相。
本实施例中,发热层14的材料中不包含有毒重金属;发热层14可采用生物医用材料,如钛基合金、锆基合金、镍基合金、银基合金、铁基合金等,使得发热层14易烧结,安全性高,干湿烧等性能优异。
请参阅图5,是本申请提供的发热组件第二实施例中发热组件制作方法流程示意图。
发热组件11的制作方法包括:
步骤S01:获取多孔陶瓷基体。
具体地,准备好陶瓷粉料,通过丝网印刷、烧结制成多孔陶瓷基体13。
步骤S02:在多孔陶瓷表面形成第二介质层。
具体地,将用于形成第二介质层16的原材料制成第二浆料;将第二浆料通过丝网印刷在多孔陶瓷基体13的表面;在空气氛围中,将多孔陶瓷基体13和第一浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在多孔陶瓷基体13的表面形成第二介质层16,第二介质层16的厚度为5μm-60μm。
其中,第二浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。本实施例中,玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系,玻璃相占第二浆料总重量的重量百分比为50%-70%;非玻璃相的无机非金属材料包括SiO2,非玻璃相的无机非金属材料的粒度为1μm-20μm,非玻璃相的无机非金属材料占第二浆料总重量的重量百分比为5%-15%;有机载体占第二浆料总重量的重量百分比为25%-35%,有机载体包括树脂和溶剂,树脂包括乙基纤维素,溶剂包括松油醇和丁基卡必醇醋酸酯体系,乙基纤维素占有机载体总重量的重量百分比为3%-8%,松油醇占有机载体总重量的重量百分比为50%-70%,丁基卡必醇醋酸酯占有机载体总重量的质量百分比为27%-42%。
步骤S03:在第二介质层远离多孔陶瓷基体表面形成发热层。
具体地,将用于形成发热层14的原材料制成电阻浆料;将电阻浆料通过丝网印刷在第二介质层16远离多孔陶瓷基体13的表面;在空气氛围下,将多孔陶瓷基体13、第二介质层16和电阻浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在第二介质层16远离多孔陶瓷基体13表面形成发热层14。本实施例中,电阻浆料的主要成分为镍。发热层14的厚度为5μm-60μm,如图6所示(图6是本发明提供的发热组件第二实施例中步骤S03的形貌图)。
步骤S04:在发热层远离多孔陶瓷基体的表面形成第一介质层。
具体地,将用于形成第一介质层15的原材料制成第一浆料;将第一浆料通过丝网印刷在发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面;在空气氛围中,将多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14和第一浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面形成第一介质层15,第一介质层15的厚度为5μm-60μm,电阻值为0.7Ω-0.9Ω,如图7所示(图7是本发明提供的发热组件第二实施例中步骤S04的形貌图)。
其中,第一浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。本实施例中,玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系,玻璃相占第一浆料总重量的重量百分比为50%-70%;非玻璃相的无机非金属材料包括SiO2,非玻璃相的无机非金属材料的粒度为1μm-20μm,非玻璃相的无机非金属材料占第一浆料总重量的重量百分比为5%-15%;有机载体占第一浆料总重量的重量百分比为25%-35%,有机载体包括树脂和溶剂,树脂包括乙基纤维素,溶剂包括松油醇和丁基卡必醇醋酸酯体系,乙基纤维素占有机载体总重量的重量百分比为3%-8%,松油醇占有机载体总重量的重量百分比为50%-70%,丁基卡必醇醋酸酯占有机载体总重量的质量百分比为27%-42%。
步骤S05:通过烧结使多孔陶瓷基体、第二介质层、发热层和第一介质层形成一整体结构。
具体地,将多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14和第一介质层15在一定温度下烧结(最高温为1100℃,烧结时间30min),即,采用共烧工艺使多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14和第一介质层15形成一整体结构,如图8所示(图8是本发明提供的发热组件第二实施例中步骤S05的结构图)。其中,第二介质层16、发热层14和第一介质层15的图案相同。
在其他实施方式中,多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14和第一介质层15可以通过喷涂、物理气相沉积工艺(PVD)、化学气相沉积工艺(CVD)等方式形成,也可以多种工艺搭配使用;多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14和第一介质层15也可采用非共烧工艺形成一体结构,根据需要进行选择。
请参阅图9,是本申请提供的发热组件第三实施例的结构示意图。
在第三实施例中,发热组件11的结构与第二实施例中基本相同,不同之处在于发热组件11还包括第三介质层17。
在本实施例中,发热组件11包括多孔陶瓷基体13、发热层14、第一介质层15、第二介质层16和第三介质层17。第三介质层17贴合设置于第二介质层16远离发热层14的表面。第三介质层17上设置有多个通孔,以使第三介质层17形成网格状,增大了发热组件11的雾化面的雾化面积。通常待雾化基质通过多孔陶瓷基体13远离发热层14的表面进入多孔陶瓷基体13,向多孔陶瓷基体13利用其毛细作用力将待雾化基质从多孔陶瓷基体13远离发热层14的表面导引至靠近发热层14的表面。待雾化基质到达多孔陶瓷基体13靠近发热层14的表面后,由于第一介质层15、发热层14和第二介质层16均为致密层,第三介质层17上的通孔可用于存储待雾化基质,能够防止发热组件11干烧,且在一定程度上降低发热层14的温度。第三介质层17可以是在待雾化基质或雾化好的气溶胶中稳定的玻璃相、无机非金属复合材料、陶瓷膜层等。
本实施例中,第三介质层17包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。玻璃相占第三介质层17总重量的重量百分比为77%-93%,非玻璃相的无机非金属材料占第三介质层17总重量的重量百分比为7%-23%。
第三介质层17由第三浆料烘干制得,第三浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。第三浆料烘干过程中,有机载体持续挥发,因此,第三介质层17包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。第三介质层17与第三浆料的不同之处在于是否含有有机载体。其中,非玻璃相的无机非金属材料为高熔点无机非金属材料(熔点大于1800℃),其熔点高于玻璃相的熔点。第三浆料与第一浆料的组成成分及其比例基本相同,不再赘述。
请参阅图10,是本申请提供的发热组件第三实施例中发热组件制作方法流程示意图。
发热组件11的制作方法包括:
步骤S01:获取多孔陶瓷基体。
具体地,准备好陶瓷粉料,通过丝网印刷、烧结制成多孔陶瓷基体13。
步骤S02:在多孔陶瓷表面形成第二介质层。
具体地,将用于形成第二介质层16的原材料制成第二浆料;将第二浆料通过丝网印刷在多孔陶瓷基体13的表面;在空气氛围中,将多孔陶瓷基体13和第一浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在多孔陶瓷基体13的表面形成第二介质层16,第二介质层16的厚度为5μm-60μm。
其中,第二浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。本实施例中,玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系,玻璃相占第二浆料总重量的重量百分比为50%-70%;非玻璃相的无机非金属材料包括SiO2,非玻璃相的无机非金属材料的粒度为1μm-20μm,非玻璃相的无机非金属材料占第二浆料总重量的重量百分比为5%-15%;有机载体占第二浆料总重量的重量百分比为25%-35%,有机载体包括树脂和溶剂,树脂包括乙基纤维素,溶剂包括松油醇和丁基卡必醇醋酸酯体系,乙基纤维素占有机载体总重量的重量百分比为3%-8%,松油醇占有机载体总重量的重量百分比为50%-70%,丁基卡必醇醋酸酯占有机载体总重量的质量百分比为27%-42%。
步骤S03:在第二介质层远离多孔陶瓷基体表面形成发热层。
具体地,将用于形成发热层14的原材料制成电阻浆料;将电阻浆料通过丝网印刷在第二介质层16远离多孔陶瓷基体13的表面;在空气氛围下,将多孔陶瓷基体13、第二介质层16和电阻浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在第二介质层16远离多孔陶瓷基体13表面形成发热层14。本实施例中,电阻浆料的主要成分为镍。发热层14的厚度为5μm-60μm。
步骤S04:在发热层远离多孔陶瓷基体的表面形成第一介质层。
具体地,将用于形成第一介质层15的原材料制成第一浆料;将第一浆料通过丝网印刷在发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面;在空气氛围中,将多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14和第一浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在发热层14远离多孔陶瓷基体13的表面形成第一介质层15,第一介质层15的厚度为5μm-60μm,电阻值为0.7Ω-0.9Ω。
其中,第一浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。本实施例中,玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系,玻璃相占第一浆料总重量的重量百分比为50%-70%;非玻璃相的无机非金属材料包括SiO2,非玻璃相的无机非金属材料的粒度为1μm-20μm,非玻璃相的无机非金属材料占第一浆料总重量的重量百分比为5%-15%;有机载体占第一浆料总重量的重量百分比为25%-35%,有机载体包括树脂和溶剂,树脂包括乙基纤维素,溶剂包括松油醇和丁基卡必醇醋酸酯体系,乙基纤维素占有机载体总重量的重量百分比为3%-8%,松油醇占有机载体总重量的重量百分比为50%-70%,丁基卡必醇醋酸酯占有机载体总重量的质量百分比为27%-42%。
步骤S05:在第一介质层远离发热层的表面形成第三介质层。
具体地,将用于形成第三介质层17的原材料制成第三浆料;将第三浆料通过丝网印刷在第一介质层15远离发热层14的表面;在空气氛围中,将多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14、第一介质层15和第三浆料在一定温度下(60-80℃)进行烘干以在第一介质层15远离发热层14的表面形成第三介质层17,第三介质层17的厚度为5μm-60μm。
其中,第三浆料包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体,有机载体包括树脂和溶剂。本实施例中,玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系,玻璃相占第三浆料总重量的重量百分比为50%-70%;非玻璃相的无机非金属材料包括SiO2,非玻璃相的无机非金属材料的粒度为1μm-20μm,非玻璃相的无机非金属材料占第三浆料总重量的重量百分比为5%-15%;有机载体占第三浆料总重量的重量百分比为25%-35%,有机载体包括树脂和溶剂,树脂包括乙基纤维素,溶剂包括松油醇和丁基卡必醇醋酸酯体系,乙基纤维素占有机载体总重量的重量百分比为3%-8%,松油醇占有机载体总重量的重量百分比为50%-70%,丁基卡必醇醋酸酯占有机载体总重量的质量百分比为27%-42%。
步骤S06:通过烧结使多孔陶瓷基体、第二介质层、发热层、第一介质层和第三介质层形成一整体结构。
具体地,将多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14、第一介质层15和第三介质层17在一定温度下烧结(最高温为1100℃,烧结时间30min),即,采用共烧工艺使多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14、第一介质层15和第三介质层17形成一整体结构。其中,第二介质层16、发热层14、第一介质层15和第三介质层17的图案相同。
在其他实施方式中,多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14、第一介质层15和第三介质层17可以通过喷涂、物理气相沉积工艺(PVD)、化学气相沉积工艺(CVD)等方式形成,也可以多种工艺搭配使用;多孔陶瓷基体13、第二介质层16、发热层14、第一介质层15和第三介质层17也可采用非共烧工艺形成一体结构,根据需要进行选择。
本申请中的发热组件包括多孔陶瓷基体、发热层和第一介质层,发热层与多孔陶瓷基体贴合设置,第一介质层贴合设置于发热层远离多孔陶瓷基体的表面,第一介质层包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料和有机载体。通过在发热层远离多孔陶瓷基体的表面设置第一介质层,阻隔待雾化基质与发热层接触,大大降低待雾化基质对发热层的腐蚀,延长发热组件的使用寿命,进而延长电子雾化装置的使用寿命;并且由于第一介质层阻隔了待雾化基质对发热层的腐蚀,发热层可以由无有害重金属材料制成,最大限度的降低了发热组件中发热层的材料对电子雾化装置使用者造成的安全隐患。
以上所述仅为本申请的部分实施例,并非因此限制本申请的保护范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种发热组件,用于电子雾化装置,其特征在于,包括:
多孔陶瓷基体:
发热层,与所述多孔陶瓷基体贴合设置;
第一介质层,贴合设置于所述发热层远离所述多孔陶瓷基体的表面;所述第一介质层包括玻璃相、非玻璃相的无机非金属材料。
2.根据权利要求1所述的发热组件,其特征在于,进一步还包括第二介质层,所述第二介质层贴合设置于所述发热层靠近所述多孔陶瓷基体的表面。
3.根据权利要求1所述的发热组件,其特征在于,进一步还包括第三介质层,所述第三介质层贴合设置于所述第一介质层远离所述发热层的表面;所述第三介质层上设置有多个通孔。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的发热组件,其特征在于,所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层中所述玻璃相的重量百分比为77%-93%,所述非玻璃相的无机非金属材料的重量百分比为7%-23%。
5.根据权利要求4所述的发热组件,其特征在于,所述玻璃相为SiO2-ZnO-BaO体系。
6.根据权利要求4所述的发热组件,其特征在于,所述非玻璃相无机非金属材料为SiO2、Al2O3、SiC中一种或多种,所述无机非金属材料的粒度为1μm-20μm。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的发热组件,其特征在于,所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层的厚度为5μm-60μm。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的发热组件,其特征在于,所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层的图案相同。
9.根据权利要求1所述的发热组件,其特征在于,所述发热层的原材料为金属或非金属导电相,所述发热层的厚度为5μm-60μm。
10.根据权利要求9所述的发热组件,其特征在于,所述发热层的原材料为银基合金、镍基合金、铁基合金、钛基合金和锆基合金中的一种或多种。
11.一种电子雾化装置,其特征在于,包括发热组件,所述发热组件为权利要求1-10任意一项所述的发热组件。
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