CN115460726A - 一种复合陶瓷发热体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷发热体技术领域，具体涉及一种复合陶瓷发热体及其制备方法，包括发热管体，发热管体由复合流延生坯基片自卷绕至少两层而成，复合流延生坯基片正面的一侧设置有第一绝缘层，第一绝缘层的表面设置有发热线路和发热线路电极，发热线路的两端分别与对应的发热线路电极连接，发热线路的表面设置有第二绝缘层，复合流延生坯基片自卷绕后发热线路刚好设置在发热管体的外圆周表面，发热管体的端头嵌设有尖头保护套，发热管体的另一端套设有法兰。本发明的采用含有氧化锆和氧化铝的复合流延生坯基片卷制的发热管体，使得陶瓷发热体具有热导率低、抗折强度高、升温速度快、发热均匀的优点，还降低了法兰温度、陶瓷发热体的介质能量损耗。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷发热体技术领域，具体涉及一种复合陶瓷发热体及其制备方法。
背景技术
电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，具有与卷烟一样的生雾效果、各式口味和吸食感觉，甚至电子烟的外观也能够仿造出卷烟形状。
电子烟的发热体通常选用合金金属发热丝或者氧化铝材质，通过电池供电发热，使其烟油雾化，从而让使用者在抽吸时有一种类似吸烟的感觉，实现“吞云吐雾”。
而现有加热不燃烧卷烟烟具的陶瓷发热体主要是在基体上设置发热线路来实现发热及感温，通过陶瓷发热体对烟草等雾化介质进行加热产生烟雾。但是，在实际使用过程中，由于氧化铝陶瓷发热棒抗折强度低，法兰处温度高，能量损耗高；氧化锆陶瓷发热棒高温绝缘性能差，发热线路使用铂浆料，成本高。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种复合陶瓷发热体，该陶瓷发热体结构简单，由于采用含有氧化锆和氧化铝的复合陶瓷流延浆料制得的复合流延生坯基片卷制的发热管体，使得陶瓷发热体具有热导率低，抗折强度高的优点，而采用的发热管体具有致密性好、热导率低、升温速度快、内阻小、发热均匀和抗折强度高的优点，实用性强，同时还能降低法兰温度，降低陶瓷发热体的介质能量损耗，节能，延长了陶瓷发热体的使用寿命长。
本发明的另一目的在于提供一种复合陶瓷发热体的制备方法，氢气保护下，线路层与复合流延生坯基片高温共烧的方式，保证线路层与复合流延生坯基片的同步收缩，具备阻值稳定、抗折强度高等优点，延长了使用寿命，再者该制备方法操作简单，控制方便，可连续生产，生产效率高，可用于大规模生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种复合陶瓷发热体，包括发热管体，所述发热管体由复合流延生坯基片自卷绕至少两层而成，所述复合流延生坯基片正面的一侧设置有第一绝缘层，所述第一绝缘层的表面设置有发热线路和一组发热线路电极，所述发热线路的两端分别与对应的发热线路电极连接，所述发热线路的表面设置有第二绝缘层，所述复合流延生坯基片自卷绕后发热线路刚好设置在发热管体的外圆周表面，所述发热线路电极位于发热管体一端，所述发热管体的另一端头嵌设有尖头保护套，所述发热管体靠近发热线路电极的一端套设有法兰，所述发热管体的外圆周表面还设有一层玻璃釉层；所述复合流延生坯基片由含有氧化锆和氧化铝的复合陶瓷流延浆料制得。
本发明中的复合陶瓷发热体结构简单，由于采用含有氧化锆和氧化铝的复合陶瓷流延浆料制得的复合流延生坯基片卷制的发热管体，使得陶瓷发热体具有热导率低，抗折强度高的优点，而采用的发热管体具有致密性好、热导率低、升温速度快、内阻小、发热均匀和抗折强度高的优点，实用性强，同时还能降低法兰温度，降低复合陶瓷发热体的介质能量损耗，节能，延长了陶瓷发热体的使用寿命长；发热管体由复合流延生坯基片自卷绕至少两层而成，保证了发热管体的强度和绝缘性能，而控制发热线路在最外层的复合流延生坯基片的表面可实现耐高压和功率大的优点，随着外接电压的升高，相应的该复合陶瓷发热体的电阻率也增加，再者将发热线路设置在第一绝缘层和第二绝缘层之间还避免了漏电的风险；而设在发热管体一端的法兰可以对发热管体进行密封和固定，便于将复合陶瓷发热体与外接组装件进行固定，提升了该复合陶瓷发热体的实用性。
优选的，所述复合流延生坯基片的正面还设置有温控线路和一组温控线路电极，所述温控线路位于发热线路的两极之间，所述温控线路的两端分别与对应的温控线路电极连接。
优选的，所述复合流延生坯基片的反面还设置有温控线路，所述温控线路位于与发热线路相对的位置，所述复合流延生坯基片的正面还设置有一组温控线路电极，所述温控线路电极设置于两个发热线路电极之间，所述复合流延生坯基片对应于所述温控线路电极的位置设有导通孔，两个温控线路电极穿过导通孔分别与温控线路的两端连接。
本发明中通过同时设置发热线路和温控线路，解决了现有电子烟升温加热速度慢的问题，不能精确控温的问题，陶瓷发热体高效生雾的使用效果保持不长的问题。
优选的，所述第二绝缘层不覆盖所述发热线路电极和温控线路电极，上述设置便于发热线路电极或温控线路电极与外接电极引线连接。
优选的，所述玻璃釉层从尖头保护套覆盖到法兰的一侧，并从法兰的另一侧延伸至发热管体的管端，且玻璃釉层不覆盖发热线路电极和温控线路电极。
本发明中在发热管体的外圆周设置的玻璃护层具有较强的防氧化防磨损和光滑作用，增加了复合陶瓷发热体的使用寿命，同时该结构简单，发热效果好，能满足各种加热需求。
优选的，所述复合陶瓷流延浆料包括如下重量份的原料：氧化锆10-70份、氧化铝20-80份、其它陶瓷粉料3-10份；更优选的，所述其它陶瓷粉料是由氧化镁、氧化钙、二氧化硅和三氧化二钇按照重量比为1-3:1-3:0.5-2:0.5-2组成的混合物。
本发明复合陶瓷流延浆料的原料中通过将氧化铝的质量含量控制于20-80份，保持了复合流延生坯基片制品韧性及耐磨性的同时，降低了复合流延生坯基片制品的热导率，减少了制得发热管体的热量损耗，使热量最大化向发热管体以外的空间传，适用于作为供热元件的载体。
优选的，所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料是由90-97％氧化铝材质和3-10％的氧化钙、氧化镁或二氧化硅组成，其中采用的氧化铝起很好的绝缘作用。
优选的，所述第一绝缘层和第二绝缘层的厚度均为5-100μm。
优选的，所述复合流延生坯基片的原料的成分中氧化锆粉体的占比＜30％时，氧化锆减少的量为用氧化铝代替了，由于氧化铝性质导致复合流延生坯基片在常温下不导电，因此在350-450℃印刷发热线路之前无需施加第一绝缘层。
优选的，所述发热线路和温控线路均采用钨浆料、钼浆料、钌浆料、锰浆料中的至少一种印刷而成。
本发明还提供了一种复合陶瓷发热体，所述复合陶瓷发热体通过如下步骤制得：
S1、将复合流延生坯裁成所需尺寸的复合流延生坯基片，备用；
S2、在复合流延生坯基片的正面依次设置第一绝缘层、线路层、第二绝缘层，备用；所述线路层包括发热线路和一组发热线路电极，以及温控线路和一组温控线路电极；
S3、将步骤S2中得到的复合流延生坯基片自卷绕至少两层形成圆管状结构，且控制线路层设在圆管状结构的最外圆周面，在圆管状结构中套定型钢针放在密封套管里在温度为35-60℃、压力为5-15Mpa的条件下等静压压合1-20min，制得发热管体，备用；
S4、将步骤S3中得到的发热管体进行排胶烧结，在氢气还原气氛中1580-1680℃共烧，备用；
S5、将步骤S4中烧结好的发热管体用玻璃釉或水玻璃在温度200-300℃下烤干固化8-12min后封装尖头保护套，备用；
S6、将经步骤S5中装好尖头保护套的发热管体外表面涂敷玻璃釉层，备用；
S7、在经步骤S6处理后的发热管体上用玻璃釉或水玻璃封装法兰，得到复合陶瓷发热体。
本发明中的复合陶瓷发热体通过采用上述方法制得，制备时氢气保护下，线路层与复合流延生坯基片采用高温共烧的方式烧制，保证线路层与复合流延生坯基片的同步收缩，具备阻值稳定、抗折强度高等优点，延长了使用寿命，而发热线路和温控线路由于采用钨浆料、钼浆料、钌浆料、锰浆料中的至少一种印刷而出，可显著降低生产成本，再者该制备方法操作简单，控制方便，可连续生产，生产效率高，可用于大规模生产。
现有氧化铝发热棒的优点：发热线路用的浆料为钨、钼、锰、钌，成本低；缺点：抗折强度低，法兰处温度高，能量损耗高。
现有氧化锆发热棒的优点：热导率低，升温速度快，加热均匀，抗折强度高的同时能降低法兰温度，降低介质能量损耗；缺点：氧化锆高温绝缘性能差，一般350-500℃差，氧化锆发热体中的发热线路和控温线路用铂浆料，铂是贵金属，成本高，氧化锆发热体是在空气炉中高温共烧，导致氧化锆陶瓷与绝缘层陶瓷结合差。
本发明中制得的复合陶瓷发热体的优点：热导率低，升温速度快，加热均匀，抗折强度高的同时能降低法兰温度，降低介质能量损耗；发热线路和控温线路用的浆料是钨、钼、锰、钌中的至少一种，降低成本，在还原气氛中烧结。
本发明的有益效果在于：本发明的陶瓷发热体结构简单，由于采用含有氧化锆和氧化铝的复合陶瓷流延浆料制得的复合流延生坯基片卷制的发热管体，使得陶瓷发热体具有热导率低，抗折强度高的优点，而采用的发热管体具有致密性好、热导率低、升温速度快、内阻小、发热均匀和抗折强度高的优点，实用性强，同时还能降低法兰温度，降低陶瓷发热体的介质能量损耗，节能，延长了陶瓷发热体的使用寿命长。
本发明一种复合陶瓷发热体的制备方法简单，制备时氢气保护下，线路层与复合流延生坯基片采用共烧的方式烧制，保证线路层与复合流延生坯基片的同步收缩，具备阻值稳定、抗折强度高等优点，延长了使用寿命，而发热线路和温控线路由于采用钨浆料、钼浆料、钌浆料、锰浆料中的至少一种印刷而出，可显著降低生产成本，再者该制备方法操作简单，控制方便，可连续生产，生产效率高，可用于大规模生产。
附图说明
图1是本发明设置透明玻璃釉层的陶瓷发热体的立体图；
图2是本发明设置黑色玻璃釉层的陶瓷发热体的立体图；
图3是本发明设置黑色玻璃釉层的陶瓷发热体的另一视角的立体图；
图4是本发明的剖面结构示意图；
图5是图4的局部放大示意图；
图6是本发明的发热管体的立体图；
图7是实施例1中的流延生坯基片的正面的分解示意图；
图8是实施例2中的流延生坯基片的正面的分解示意图；
图9是实施例2中的流延生坯基片的反面的分解示意图；
图10是实施例3中复合陶瓷发热体与氧化铝陶瓷发热棒、氧化锆陶瓷发热棒升温速度的对比图；
图11是实施例3中复合陶瓷发热体与氧化铝陶瓷发热棒、氧化锆陶瓷发热棒功率损耗的对比图。
附图标记为：1-发热管体、2-复合流延生坯基片、21-导通孔、3-第一绝缘层、41-发热线路、42-发热线路电极、51-温控线路、52-温控线路电极、6-第二绝缘层、7-玻璃釉层、8-尖头保护套和9-法兰。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-11对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
见图1-7，一种复合陶瓷发热体，包括发热管体1，所述发热管体1由复合流延生坯基片2自卷绕至少两层而成，所述复合流延生坯基片2正面的一侧设置有第一绝缘层3，所述第一绝缘层3的表面设置有发热线路41和一组发热线路电极42，所述发热线路41的两端分别与对应的发热线路电极42连接，所述发热线路41的表面设置有第二绝缘层6，所述复合流延生坯基片2自卷绕后发热线路41刚好设置在发热管体1的外圆周表面，所述发热线路电极42位于发热管体1一端，所述发热管体1的另一端头嵌设有尖头保护套8，所述发热管体1靠近发热线路电极42的一端套设有法兰9，所述发热管体1的外圆周表面还设有一层玻璃釉层7；所述复合流延生坯基片2由含有氧化锆和氧化铝的复合陶瓷流延浆料制得。
所述复合流延生坯基片2的正面还设置有温控线路51和一组温控线路电极52，所述温控线路51位于发热线路41的两极之间，所述温控线路51的两端分别与对应的温控线路电极52连接。
所述第二绝缘层6不覆盖所述发热线路电极42和温控线路电极52。
所述发热管体1的外圆周表面还设有一层玻璃釉层7；所述玻璃釉层7从尖头保护套8覆盖到法兰9的一侧，并从法兰9的另一侧延伸至发热管体1的管端，且玻璃釉层7不覆盖发热线路电极42和温控线路电极52。
所述复合陶瓷流延浆料包括如下重量份的原料：氧化锆10份、氧化铝20份、其它陶瓷粉料3份。
所述其它陶瓷粉料是由氧化镁、氧化钙、二氧化硅和三氧化二钇按照重量比为1:1:0.5:0.5组成的混合物。
所述第一绝缘层3和第二绝缘层6的材料是由90％氧化铝材质和3％的氧化钙。
所述发热线路41和温控线路51均采用钨浆料设置而成。
所述复合陶瓷发热体通过如下步骤制得：
S1、将复合流延生坯裁成所需尺寸的复合流延生坯基片2，备用；
S2、在复合流延生坯基片2的正面依次设置第一绝缘层3、线路层、第二绝缘层6，备用；所述线路层包括发热线路41和一组发热线路电极42，以及温控线路51和一组温控线路电极52；
S3、将步骤S2中得到的复合流延生坯基片2自卷绕至少两层形成圆管状结构，且控制线路层设在圆管状结构的最外圆周面，在圆管状结构中套定型钢针放在密封套管里在温度为35℃、压力为5Mpa的条件下等静压压合1min，制得发热管体1，备用；
S4、将步骤S3中得到的发热管体1进行排胶，在氢气还原气氛中1580℃共烧，备用；
S5、将步骤S4中烧结好的发热管体1用玻璃釉在温度200℃下烤干固化8min后封装尖头保护套8，备用；
S6、将经步骤S5中装好尖头保护套8的发热管体1外表面涂敷玻璃釉层7，备用；
S7、在经步骤S6处理后的发热管体1上用玻璃釉封装法兰9，得到复合陶瓷发热体。
实施例2
见图8-9，本实施例与上述实施例1的区别在于：本实施例中的所述复合流延生坯基片2的反面还设置有温控线路51，且复合流延生坯基片2与温控51之间设有绝缘层，所述温控线路51位于与发热线路41相对的位置，所述复合流延生坯基片2的正面还设置有一组温控线路电极52，所述温控线路电极52设置于两个发热线路电极42之间，所述复合流延生坯基片2对应于所述温控线路电极52的位置设有导通孔21，两个温控线路电极52穿过导通孔21分别与温控线路51的两端连接；所述第二绝缘层6对应于所述发热线路电极42处和温控线路电极52处均设有预留孔。
所述复合陶瓷流延浆料包括如下重量份的原料：氧化锆25份、氧化铝35份、其它陶瓷粉料4份。
所述其它陶瓷粉料是由氧化镁、氧化钙、二氧化硅和三氧化二钇按照重量比为1.5:1.5:1:1组成的混合物。
所述第一绝缘层3和第二绝缘层6的材料是由92％氧化铝材质和8％的二氧化硅组成。
所述发热线路41和温控线路51均采用钨浆料设置而成。
所述复合陶瓷发热体通过如下步骤制得：
S1、将复合流延生坯裁成所需尺寸的复合流延生坯基片2，备用；
S2、在复合流延生坯基片2的正面依次设置第一绝缘层3、线路层、第二绝缘层6，备用；所述线路层包括发热线路41和一组发热线路电极42，以及温控线路51和一组温控线路电极52；
S3、将步骤S2中得到的复合流延生坯基片2自卷绕至少两层形成圆管状结构，且控制线路层设在圆管状结构的最外圆周面，在圆管状结构中套定型钢针放在密封套管里在温度为40℃、压力为8Mpa的条件下等静压压合5min，制得发热管体1，备用；
S4、将步骤S3中得到的发热管体1进行排胶，在氢气还原气氛中1600℃共烧，备用；
S5、将步骤S4中烧结好的发热管体1用玻璃釉在温度225℃下烤干固化9min后封装尖头保护套8，备用；
S6、将经步骤S5中装好尖头保护套8的发热管体1外表面涂敷玻璃釉层7，备用；
S7、在经步骤S6处理后的发热管体1上用玻璃釉封装法兰9，得到复合陶瓷发热体。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
除此之外，发热线路41和温控线路51的组数可根据陶瓷发热体大小和加热速度所需而增设为多组，也可用于其他途径的发热体，均属于本发明的保护范围。
实施例3
本实施例与上述实施例1的区别在于：本实施例中的所述复合陶瓷流延浆料包括如下重量份的原料：氧化锆40份、氧化铝50份、其它陶瓷粉料6份。
所述其它陶瓷粉料是由氧化镁、氧化钙、二氧化硅和三氧化二钇按照重量比为2:2:1.5:1.5组成的混合物。
所述第一绝缘层3和第二绝缘层6的材料是由93％氧化铝材质和7％的氧化钙组成。
所述发热线路41和温控线路51均采用钼浆料设置而成。
所述复合陶瓷发热体通过如下步骤制得：
S1、将复合流延生坯裁成所需尺寸的复合流延生坯基片2，备用；
S2、在复合流延生坯基片2的正面依次设置第一绝缘层3、线路层、第二绝缘层6，备用；所述线路层包括发热线路41和一组发热线路电极42，以及温控线路51和一组温控线路电极52；
S3、将步骤S2中得到的复合流延生坯基片2自卷绕至少两层形成圆管状结构，且控制线路层设在圆管状结构的最外圆周面，在圆管状结构中套定型钢针放在密封套管里在温度为47℃、压力为10Mpa的条件下等静压压合10min，制得发热管体1，备用；
S4、将步骤S3中得到的发热管体1进行排胶，在氢气还原气氛中1630℃共烧，备用；
S5、将步骤S4中烧结好的发热管体1用玻璃釉在温度250℃下烤干固化10min后封装尖头保护套8，备用；
S6、将经步骤S5中装好尖头保护套8的发热管体1外表面涂敷玻璃釉层7，备用；
S7、在经步骤S6处理后的发热管体1上用玻璃釉封装法兰9，得到复合陶瓷发热体。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4
本实施例与上述实施例1的区别在于：本实施例中的所述复合陶瓷流延浆料包括如下重量份的原料：氧化锆55份、氧化铝65份、其它陶瓷粉料8份。
所述其它陶瓷粉料是由氧化镁、氧化钙、二氧化硅和三氧化二钇按照重量比为2.5:2.5:1.8:1.8组成的混合物。
所述第一绝缘层3和第二绝缘层6的材料是由95％氧化铝材质和5％的氧化镁组成。
所述发热线路41和温控线路51均采用钌浆料设置而成。
所述复合陶瓷发热体通过如下步骤制得：
S1、将复合流延生坯裁成所需尺寸的复合流延生坯基片2，备用；
S2、在复合流延生坯基片2的正面依次设置第一绝缘层3、线路层、第二绝缘层6，备用；所述线路层包括发热线路41和一组发热线路电极42，以及温控线路51和一组温控线路电极52；
S3、将步骤S2中得到的复合流延生坯基片2自卷绕至少两层形成圆管状结构，且控制线路层设在圆管状结构的最外圆周面，在圆管状结构中套定型钢针放在密封套管里在温度为53℃、压力为13Mpa的条件下等静压压合15min，制得发热管体1，备用；
S4、将步骤S3中得到的发热管体1进行排胶，在氢气还原气氛中1650℃共烧，备用；
S5、将步骤S4中烧结好的发热管体1用玻璃釉在温度275℃下烤干固化11min后封装尖头保护套8，备用；
S6、将经步骤S5中装好尖头保护套8的发热管体1外表面涂敷玻璃釉层7，备用；
S7、在经步骤S6处理后的发热管体1上用玻璃釉封装法兰9，得到复合陶瓷发热体。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例5
本实施例与上述实施例1的区别在于：本实施例中的所述复合陶瓷流延浆料包括如下重量份的原料：氧化锆70份、氧化铝80份、其它陶瓷粉料10份。
所述其它陶瓷粉料是由氧化镁、氧化钙、二氧化硅和三氧化二钇按照重量比为3:3:2:2组成的混合物。
所述第一绝缘层3和第二绝缘层6的材料是由97％氧化铝材质和3％的氧化钙组成。
所述发热线路41和温控线路51均采用锰浆料设置而成。
所述复合陶瓷发热体通过如下步骤制得：
S1、将复合流延生坯裁成所需尺寸的复合流延生坯基片2，备用；
S2、在复合流延生坯基片2的正面依次设置第一绝缘层3、线路层、第二绝缘层6，备用；所述线路层包括发热线路41和一组发热线路电极42，以及温控线路51和一组温控线路电极52；
S3、将步骤S2中得到的复合流延生坯基片2自卷绕至少两层形成圆管状结构，且控制线路层设在圆管状结构的最外圆周面，在圆管状结构中套定型钢针放在密封套管里在温度为60℃、压力为15Mpa的条件下等静压压合20min，制得发热管体1，备用；
S4、将步骤S3中得到的发热管体1进行排胶，在氢气还原气氛中1680℃共烧，备用；
S5、将步骤S4中烧结好的发热管体1用玻璃釉在温度300℃下烤干固化12min后封装尖头保护套8，备用；
S6、将经步骤S5中装好尖头保护套8的发热管体1外表面涂敷玻璃釉层7，备用；
S7、在经步骤S6处理后的发热管体1上用玻璃釉封装法兰9，得到复合陶瓷发热体。
本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对实施例3制得的复合陶瓷发热体以及现有氧化铝陶瓷发热棒和氧化锆陶瓷发热棒进行性能测试，其测试性能结果如表1所示。
抗折强度：采用DKZ-5000抗折试验机对烧结所得的复合陶瓷发热体及现有氧化铝陶瓷发热棒和氧化锆陶瓷发热棒进行抗折强度的测量；
法兰区温度对比：采用FIuke Ti32S红外像仪测试，测试条件：工作电压使产品表面温度达到350℃，测试稳定30s后法兰的温度；
升温速度测试：采用FIuke Ti32S红外像仪测试，相同电阻条件下，电压3.7V，测试表面最高温点与时间关系如附图10所示，其中横坐标的单位秒，纵坐标评的单位℃；
功率损耗：调节电压使发热体温度恒定在350℃，记录功率，测试结果如附图11所示，其中纵坐标评的单位为瓦特。
表1
| 项目 | 抗折强度(kg) | 法兰温度(℃) |
| 实施例3 | 16-18 | 130 |
| 氧化铝陶瓷发热棒 | 10-12 | 209.2 |
| 氧化锆陶瓷发热棒 | 16-20 | 91.8 |
由上表1，以及附图10-11可知，本发明实施例3中制得的复合陶瓷发热体的各性能优越，具有很高的抗折强度，升温速度快，介质能量损耗，节能的优点，具有极其广阔的市场前景和应用价值，使用寿命长，良好的环保性能。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合陶瓷发热体，包括发热管体，其特征在于：所述发热管体由复合流延生坯基片自卷绕至少两层而成，所述复合流延生坯基片正面的一侧设置有第一绝缘层，所述第一绝缘层的表面设置有发热线路和一组发热线路电极，所述发热线路的两端分别与对应的发热线路电极连接，所述发热线路的表面设置有第二绝缘层，所述复合流延生坯基片自卷绕后发热线路刚好设置在发热管体的外圆周表面，所述发热线路电极位于发热管体一端，所述发热管体的另一端头嵌设有尖头保护套，所述发热管体靠近发热线路电极的一端套设有法兰，所述发热管体的外圆周表面还设有一层玻璃釉层；所述复合流延生坯基片由含有氧化锆和氧化铝的复合陶瓷流延浆料制得。
2.根据权利要求1所述的一种复合陶瓷发热体，其特征在于：所述复合流延生坯基片的正面还设置有温控线路和一组温控线路电极，所述温控线路位于发热线路的两极之间，所述温控线路的两端分别与对应的温控线路电极连接。
3.根据权利要求2所述的一种复合陶瓷发热体，其特征在于：所述第二绝缘层不覆盖所述发热线路电极和温控线路电极。
4.根据权利要求2所述的一种复合陶瓷发热体，其特征在于：所述玻璃釉层从尖头保护套覆盖到法兰的一侧，并从法兰的另一侧延伸至发热管体的管端，且玻璃釉层不覆盖发热线路电极和温控线路电极。
5.根据权利要求1所述的一种复合陶瓷发热体，其特征在于：所述复合陶瓷流延浆料包括如下重量份的原料：氧化锆10-70份、氧化铝20-80份、其它陶瓷粉料3-10份。
6.根据权利要求5所述的一种复合陶瓷发热体，其特征在于：所述其它陶瓷粉料是由氧化镁、氧化钙、二氧化硅和三氧化二钇按照重量比为1-3:1-3:0.5-2:0.5-2组成的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种复合陶瓷发热体，其特征在于：所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料是由90-97％氧化铝材质和3-10％的氧化钙、氧化镁或二氧化硅组成；第一绝缘层和第二绝缘层的厚度均为5-100μm。
8.根据权利要求5所述的一种复合陶瓷发热体，其特征在于：所述复合流延生坯基片的原料的成分中氧化锆粉体的占比＜30％时，印刷发热线路之前无需施加第一绝缘层。
9.根据权利要求2所述的一种复合陶瓷发热体，其特征在于：所述发热线路和温控线路均采用钨浆料、钼浆料、钌浆料、锰浆料中的至少一种印刷而成。
10.一种如权利要求1-9任一项所述复合陶瓷发热体的制备方法，其特征在于：所述复合陶瓷发热体通过如下步骤制得：
S1、将复合流延生坯裁成所需尺寸的复合流延生坯基片，备用；
S2、在复合流延生坯基片的正面依次设置第一绝缘层、线路层、第二绝缘层，备用；
S3、将步骤S2中得到的复合流延生坯基片自卷绕至少两层形成圆管状结构，且控制线路层设在圆管状结构的最外圆周面，在圆管状结构中套定型钢针放在密封套管里在温度为35-60℃、压力为5-15Mpa的条件下等静压压合1-20min，制得发热管体，备用；
S4、将步骤S3中得到的发热管体进行排胶烧结，在氢气还原气氛中1580-1680℃共烧，备用；
S5、将步骤S4中烧结好的发热管体用玻璃釉或水玻璃在温度200-300℃下烤干固化8-12min后封装尖头保护套，备用；
S6、将经步骤S5中装好尖头保护套的发热管体外表面涂敷玻璃釉层，备用；
S7、在经步骤S6处理后的发热管体上用玻璃釉或水玻璃封装法兰，得到复合陶瓷发热体。
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| CN202211217701.1A Pending CN115460726A (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 一种复合陶瓷发热体及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115460726A (zh) |
-
2022
- 2022-09-30 CN CN202211217701.1A patent/CN115460726A/zh active Pending
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