CN115606856A - 发热体的金属化处理方法、发热体及气溶胶产生装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及发热体的金属化处理方法、发热体及气溶胶产生装置，其中，方法包括以下步骤：将导电陶瓷基体的连接部与金属电极通过焊接浆料进行预固定，所述焊接浆料中的合金组分包括银铜钛合金、银铜钛铟合金、银钯钛合金中的至少一种；将预固定后的导电陶瓷基体与金属电极进行干燥、阶段式升温烧结后，冷却得到发热体。本申请提供的发热体的金属化处理方法，能够提高金属电极与导电陶瓷基体焊接强度，提高使用稳定性，并能够有效控制发热体在加热使用过程中电阻变化量；同时该种导电陶瓷表面金属化工艺，成本较低，操作简便，适合工业化生产。

Description

发热体的金属化处理方法、发热体及气溶胶产生装置

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及发热体的金属化处理方法、发热体及气溶胶产生装置。

背景技术

目前，随着加热不燃烧气溶胶产生装置迅猛发展，其发热体成为核心部件，决定气溶胶产生装置的整体设计和性能质量水平。陶瓷材料的发热体由于其具有抗氧化、耐高温和长寿命等优点，已逐步取代老式的加热电阻丝。目前，发热体通常是在陶瓷基体上印刷电阻浆料形成发热轨迹。当采用导电陶瓷作为发热体时，导电陶瓷基体材料与电极焊接强度低，焊接接触电阻大，并且在循环加热使用过程中，电极的焊点容易受到热应力作用产生松动和脱落，容易引起电阻增大。因此，导电陶瓷在焊接前需要对陶瓷表面进行金属化处理，常用的陶瓷表面金属化方法是采用化学气相沉积法(CVD)对陶瓷表面镀膜处理，但是该方法工序长，成本高，对陶瓷表面状态要求较为苛刻；同时CVD镀膜厚度较薄，不适合后续的引线焊接，引线与焊点也会容易受到热应力作用产生松动和脱落。

发明内容

本发明实施例提供发热体的金属化处理方法、发热体及气溶胶产生装置，能够提高电极与导电陶瓷基体焊接强度，提高使用稳定性，并能够有效控制发热体在加热使用过程中电阻变化量。

第一方面，本申请提供一种发热体的金属化处理方法，包括以下步骤：

将导电陶瓷基体的连接部与金属电极通过焊接浆料进行预固定，所述焊接浆料中的合金组分包括银铜钛合金、银铜钛铟合金、银钯钛合金中的至少一种；

将预固定后的导电陶瓷基体与金属电极进行干燥、阶段式升温烧结后，冷却得到发热体。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述导电陶瓷基体包括自所述导电陶瓷基体两侧向外凸出形成的第一连接部，所述第一连接部的表面涂覆有所述焊接浆料。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述金属电极为金属夹，所述金属夹包括两个夹体及连接所述两个夹体的基体，所述两个夹体夹设于所述第一连接部的两侧，所述两个夹体上分别开设有第一通孔，至少部分所述焊接浆料通过所述第一通孔溢出至所述夹体的表面。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述金属电极为金属片，所述金属片设于所述第一连接部的表面，所述金属片开设有贯穿所述金属片的第二通孔，至少部分所述焊接浆料通过所述第二通孔溢出至所述金属片的表面。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述导电陶瓷基体包括位于所述导电陶瓷基体底部的第二连接部，所述金属电极为金属座，所述金属座开设有收容槽，所述第二连接部收容于所述收容槽内。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述收容槽包括位于所述收容槽底部的第一槽段及位于所述收容槽顶部的第二槽段，所述第二连接部卡设于所述第一槽段内，所述第二连接部与所述第二槽段之间留有空隙，所述空隙内填充所述焊接浆料，所述焊接浆料的填充高度至少为所述第二槽段高度的1/2。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述第一槽段与所述第二槽段之间通过具有坡度的侧引导面连接。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述焊接浆料的涂覆厚度为0.1mm～0.3mm。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足如下特征a～d中的至少一种：

a.所述导电陶瓷基体材料包括碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化硅、二硼化钛、碳化钛、二硼化锆中的至少一种；

b.所述导电陶瓷基体的厚度为0.3mm～2mm；

c.所述导电陶瓷基体的电阻率≥1.0×10^-6Ω·m；

d.所述金属电极的材质为铜或银，且所述金属电极的表面形成有银膜、金膜或镍膜中的至少一种。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足如下特征a～b中的至少一种：

a.所述焊接浆料的粘度为100Pa·s～180Pa·s；

b.所述焊接浆料中的合金组分的平均粒径为10μm～50μm。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足如下特征a～c中的至少一种：

a.所述干燥的温度为150℃～250℃；

b.所述干燥的时间为0.5h～2h；

c.所述干燥的方式为鼓风干燥。

结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述方法满足如下特征a～d中的至少一种：

a.所述阶段式升温烧结的升温速率为8℃/min～12℃/min；

b.所述阶段式升温烧结在真空环境下进行，所述真空环境的真空度≤1.0×10^{- 2}Pa；

c.所述阶段式升温烧结的温度室温～860℃；

d.所述阶段式升温烧结包括三阶段升温处理，其中，第一阶段升温至290℃～320℃，保温13min～18min；第二阶段升温至720℃～750℃，保温13min～18min；第三阶段升温至830℃～860℃，保温8min～12min。

第二方面，本申请提供一种发热体，采用上述第一方面所述的金属化处理方法制得。

第三方面，本申请提供一种气溶胶产生装置，包括第二方面所述的发热体。

本申请提供的技术方案相比于现有技术，至少具有以下有益效果：

本申请提供的发热体的金属化处理方法，利用焊接浆料将导电陶瓷基体的连接部与金属电极进行粘合预固定，可以实现快速定位，再通过干燥及阶段式升温烧结，提高金属电极与导电陶瓷基体焊接强度，提高发热体的使用稳定性，在发热体加热过程中，可以避免金属电极受热应力作用产生松动或脱落，能够有效控制发热体在加热使用过程中电阻变化量；同时该种导电陶瓷表面金属化工艺，成本较低，操作简便，适合工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的发热体的金属化处理方法的流程示意图；

图2是本申请一实施例提供的导电陶瓷基体的结构示意图；

图3a是本申请一实施例提供的发热体的侧面示意图；

图3b是本申请一实施例提供的发热体的结构示意图；

图3c是本申请一实施例提供的发热体中的金属电极的结构示意图；

图4a是本申请另一实施例提供的发热体的侧面示意图；

图4b是本申请另一实施例提供的发热体的结构示意图；

图5a是本申请另一实施例提供的发热体的侧面示意图；

图5b是本申请另一实施例提供的发热体的结构示意图；

图5c是本申请另一实施例提供的发热体中的金属电极的结构示意图；

图6a、图6b分别为对比例1制成的发热体的电极循环前与循环后的状态示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。

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。同时，方法描述中的各步骤或者动作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，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

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。

本文中所用术语“气溶胶产生装置”指的是通过对气溶胶产生制品加热至低于其燃烧温度的温度，以产生气溶胶，以此避免因为气溶胶产生制品燃烧产生有毒有害物质。

图1是本申请实施例提供的发热体的金属化处理方法的流程示意图，如图1所示，

步骤S10，将导电陶瓷基体的连接部与金属电极通过焊接浆料进行预固定，所述焊接浆料中的合金组分包括银铜钛合金、银铜钛铟合金、银钯钛合金中的至少一种；

步骤S20，将预固定后的导电陶瓷基体与金属电极进行干燥、阶段式升温烧结后，冷却得到发热体。

本申请提供的发热体的金属化处理方法，利用焊接浆料将导电陶瓷基体的连接部与金属电极进行粘合预固定，可以实现快速定位，再通过干燥及阶段式升温烧结，提高金属电极与导电陶瓷基体焊接强度，提高发热体的使用稳定性，在发热体加热过程中，可以避免金属电极受热应力作用产生松动或脱落，能够有效控制发热体在加热使用过程中电阻变化量；同时该种导电陶瓷表面金属化工艺，成本较低，操作简便，适合工业化生产。

以下通过具体实施例详细介绍本方案：

在步骤S10之前，利用导电陶瓷基体材料干压成型得到导电陶瓷基体。

导电陶瓷基体材料包括碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化硅、二硼化钛、碳化钛、二硼化锆中的至少一种。优选地，导电陶瓷基体材料为碳化硅与二硼化钛复合材料。需要说明的是导电陶瓷基体材料是指陶瓷材料中具有离子导电、电子/空穴导电的一种新型材料，导电陶瓷基体材料具有抗氧化、抗腐蚀、耐高温和长寿命等特点。利用导电陶瓷基体材料制成的发热体在反复加热过程中，可以使得发热量均匀释放，避免加热不燃烧制品局部过度加热，产生焦糊等刺激味道，还能够延长发热体的使用寿命。

图2是本申请一实施例提供的导电陶瓷基体的结构示意图，如图2所示，导电陶瓷基体1可以是呈纵长的片状，导电陶瓷基体1的厚度可以为0.3～2mm，具体可以是0.5mm、0.7mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm或2mm等，在此不做限定；导电陶瓷基体1的厚度优选为1mm。

导电陶瓷基体1的电阻率≥1.0×10^-6Ω·m，具体可以是1.0×10^-6Ω·m、1.5×10^-5Ω·m、1.1×10^-5Ω·m、1.2×10^-4Ω·m等等，在此不做限定。

需要说明的是由于导电陶瓷基体的厚度较薄，产生的热阻较大，焊点特别容易老化，因此焊接难度高，焊接强度要求更高。并且，导电陶瓷基体的电阻率越小的导电陶瓷焊接越容易，本申请的导电陶瓷是高电阻率，所以对焊接强度及其抗氧老化能力要求更高。

导电陶瓷基体1包括插入部11及连接部，插入部11与连接部一体成型。其中，插入部11用于插入气溶胶产生装置的气溶胶形成基质中，发热体的热量能够使得气溶胶形成基质形成气溶胶。在本实施例中，插入部11为V型尖头，有利于发热体插入气溶胶形成基质中。插入部11的两侧边缘通过尖锐化处理，进一步有利于插入气溶胶形成基质中。

所述连接部包括第一连接部12及第二连接部13。其中，第一连接部12自所述导电陶瓷基体1两侧向外凸出形成；第一连接部12用于实现发热体安装于气溶胶产生装置壳体内，第一连接部12可用于与金属电极3连接。在本实施例中，第一连接部12能够使得发热体卡设于气溶胶产生装置壳体的安装腔内。第二连接部13位于所述导电陶瓷基体1的底部，并向底端延伸。第二连接部13可用于与金属电极3连接。需要说明的是，导电陶瓷基体1是由导电陶瓷材料经过模具干压成型并烧结得到。

进一步地，为了形成导电回路，导电陶瓷基体1沿纵向设有通槽14，通槽14使得导电陶瓷基体1在通电状态下能够形成回路。其中，两个第一连接部12、两个第二连接部13均沿通槽14对称设置；所述通槽14也是由模具干压成型得到的，通槽14内还可以填充绝缘物料。

在步骤S10之前，所述方法还包括：

将所述导电陶瓷基体1进行表面抛光处理；

将抛光处理后的导电陶瓷基体1置于清洗液中进行超声波清洗。

可以理解地，通过抛光、超声波洗涤，可以去除导电陶瓷基体表面的污垢。

在具体实施方式中，将干压成型得到的导电陶瓷基体1采用氧化铝抛光液进行抛光处理。氧化铝抛光液中的金属颗粒的平均粒径为1μm～3μm，具体可以是1μm、1.5μm、2μm、2.2μm、2.5μm、2.8μm或3μm等，在此不做限定。

超声波清洗时采用的清洗液为质量占比99％以上的丙酮或乙醇液体，可以有效去除导电陶瓷基体表面的污垢。超声波清洗时间为5min～15min，可以有效去除污垢。

步骤S10，将导电陶瓷基体的连接部与金属电极通过焊接浆料进行预固定，所述焊接浆料中的合金组分包括银铜钛合金、银铜钛铟合金、银钯钛合金中的至少一种。

焊接浆料中的合金组分可以是银铜钛合金、银铜钛铟合金、银钯钛合金中的至少一种。需要说明的是，通过调节银铜的质量比例，可以调整焊接浆料的润湿性。银铜钛铟中的铟金属有助于降低合金组分的熔点，有利于提高电极与导电陶瓷焊接稳定性。示例性地，银铜钛合金可以为Ag-Cu-Ti₂，其熔点为780℃～805℃；银铜钛合金还可以为Ag-Cu-Ti_4.5，其熔点为780℃～810℃；银铜钛铟合金还可以为Ag-Cu-In-Ti₃，其熔点为540℃～650℃。可以理解地，可以通过调整合金中各元素金属的质量比例，来调节合金组分的熔点。

进一步地，所述焊接浆料的粘度为100Pa·s～180Pa·s，具体可以是100Pa·s、110Pa·s、120Pa·s、130Pa·s、140Pa·s、160Pa·s或180Pa·s等等，在此不做限定。当焊接浆料的粘度大于180Pa·s，不易操作；当焊接浆料的粘度小于100Pa·s，不利于金属电极与导电陶瓷基体初步粘合固定。

所述焊接浆料中的合金组分的平均粒径为10μm～50μm，具体可以是10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm等，在此不做限定。

作为本申请可选的技术方案，所述金属电极的材质为铜或银，且所述金属电极的表面形成有银膜、金膜或镍膜中的至少一种。在铜电极或银电极表面镀膜可以减缓电极高温氧化，延长电极使用寿命。

图3a是本申请一实施例提供的发热体的侧面示意图，图3b是本申请一实施例提供的发热体的结构示意图，图3c是本申请一实施例提供的发热体中的金属电极的结构示意图；如图3a至图3c所示，所述金属电极3为金属夹30，金属夹可以是铜夹或银夹，金属夹的表面可以镀有银膜、金膜或镍膜等。

所述金属夹30包括两个夹体301及连接所述两个夹体301的基体302，所述两个夹体301夹设于所述第一连接部12的两侧，所述两个夹体301上分别开设有贯穿所述夹体301的第一通孔303。

在本实施例中，第一连接部12的至少一个表面涂覆有焊接浆料，焊接浆料的涂覆厚度为0.1mm～0.3mm，具体可以是0.1mm、0.15mm、0.18mm、0.2mm、0.22mm、0.25mm或0.3mm等，在此不做限定。焊接浆料厚度过厚，金属电极与导电陶瓷基体焊接后，导电陶瓷基体的整体厚度增加，后续安装的空间容易受影响。焊接浆料厚度过薄，焊接浆料不容易溢出至电极的表面，不利于提高焊接强度。

在金属夹30夹设于涂覆有焊接浆料的第一连接部12上后，至少部分焊接浆料通过第一通孔303内溢出至夹体301的表面，在经过后续一体化烧结后，焊接浆料能够牢固连接金属夹与第一连接部12，从而提高焊接强度。在本实施例中，通过将金属电极设计为金属夹，可以利用金属夹的两个夹体301夹住第一连接部12，可以实现较好的固定，也能够提高连接稳定性。

在焊接浆料涂覆过程中，焊接浆料可以涂覆在第一连接部12的其中一个表面，也可以是两个表面均涂覆焊接浆料，从而提高夹体301与第一连接部12之间的焊接强度。

图4a是本申请另一实施例提供的发热体的侧面示意图，图4b是本申请另一实施例提供的发热体的结构示意图，如图4a至图4b所示，所述金属电极3为金属片31，具体可以是铜片或银片。金属片31的边缘可以与所述连接部3的边缘相对齐，也可以不对齐。在本实施例中，金属片31的形状与第一连接部12相对应，且金属片31能够基本覆盖第一连接部12，从而能够增大焊接面积，提高焊接强度。示例性地，当第一连接部12呈矩形时，金属片31也呈矩形。

在本实施例中，第一连接部12的至少一个表面涂覆有焊接浆料，焊接浆料的涂覆厚度为0.1mm～0.3mm。金属片31开设有贯穿所述金属片31的第二通孔311。通过设置第二通孔311，有利于焊接浆料从第二通孔311内溢出至金属片31的表面，从而提高焊接强度。金属片31的厚度为0.1mm～0.5mm，具体可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或0.5mm等，在此不做限定。

图5a是本申请另一实施例提供的发热体的侧面示意图，图5b是本申请另一实施例提供的发热体的结构示意图，图5c是本申请另一实施例提供的发热体中的金属电极的结构示意图；如图5a至图5c所示，所述金属电极3为金属座32，具体可以是铜座或银座，铜座或银座的表面可以镀有银膜、金膜或镍膜等。

金属座32开设有收容槽320，所述导电陶瓷基体1的第二连接部13收容于收容槽320内。

为了方便第二连接部13在收容槽320内快速定位，收容槽320包括位于收容槽320底部的第一槽段321及位于收容槽320顶部的第二槽段322，所述第一槽段321与所述第二槽段322之间通过具有坡度的侧引导面323连接。通过侧引导面323的设计，有利于金属电极3在安装时快速定位，提高组装效率。具体地，侧引导面323可以是平面，也可以是弧形面。

所述第二槽段322的口径大于所述第一槽段321的口径。所述第二连接部13卡设于第一槽段321内，所述第二连接部13与所述第二槽段322之间留有空隙。所述空隙内填充所述焊接浆料，所述焊接浆料的填充高度至少为所述第二槽段322高度的1/2，具体可以是1/2、2/3、3/4、4/5、5/6等，在此不做限定。通过控制焊接浆料的填充高度，可以保障焊接浆料能够充分连接第二连接部13与金属座，提高焊接强度。

在实际应用过程中，将导电陶瓷基体的第二连接部13插入收容槽320内，然后在第二连接部13与第二槽段322之间填充注入焊接浆料，焊接浆料将第二连接部13与金属座32黏合初步固定。在本实施方式中，填充在上述空隙内的焊接浆料可以流动至第二连接部13的四周，从而提高金属电极31与导电陶瓷基体1的焊接强度。

步骤S20，将预固定后的导电陶瓷基体与金属电极进行干燥、阶段式升温烧结后，冷却得到发热体。

所述干燥的温度为150℃～250℃，具体可以是180℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、245℃或250℃等，干燥的时间为0.5h～2h，具体可以是0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、1.0h、1.2h、1.5h、1.8h或2.0h等，在此不做限定。

在具体实施方式中，所述干燥的方式为鼓风干燥。可以将组装好的导电陶瓷基体放置于石英舟或石墨舟上，并置于鼓风干燥箱中进行干燥。

干燥后的导电陶瓷基体与金属电极进行阶段式升温烧结，所述阶段式升温烧结在真空环境下进行，所述真空环境的真空度≤1.0×10^-2Pa，具体可以是1.0×10^-3Pa、5.0×10^-3Pa、7.0×10^-4Pa、2.0×10^-4Pa、1.4×10^-3Pa等等，在此不做限定。

所述阶段式升温烧结的温度为室温～860℃，阶段式升温烧结的温度可以根据焊料配方调整，示例性地，银铜钛焊料的烧结温度峰值为860℃。具体地，所述阶段式升温烧结峰值的温度区间650℃～860℃，烧结峰值温度根据焊料的选择而定650℃、680℃、720℃、750℃、780℃、820℃或860℃等，当然也可以是上述范围内的其他值。所述阶段式升温烧结的升温速率为8℃/min～12℃/min，具体可以是8℃/min、9℃/min、10℃/min、11℃/min或12℃/min等，当然也可以是上述范围内的其它值。

具体地，所述阶段式升温烧结包括三阶段升温处理，其中，第一阶段升温至290℃～320℃，保温13min～18min；第二阶段升温至720℃～750℃，保温13min～18min；第三阶段升温至830℃～860℃，保温5min～12min。通过阶段式升温烧结，可以充分保障导电陶瓷基体与金属电极焊接牢固，提高焊接强度。

烧结后的导电陶瓷基体冷却得到发热体，冷却可以是随炉冷却、自然冷却或者是快速冷却，在此不做限定。

下面分多个实施例对本发明实施例进行进一步的说明。其中，本发明实施例不限定于以下的具体实施例。在不变主权利的范围内，可以适当的进行变更实施。

实施例1

(1)将碳化硅与二硼化钛复合形成的导电陶瓷基体材料干压成型得到厚度为1mm的导电陶瓷基体，导电陶瓷基体的电阻率为3.0×10^-5Ω·m。导电陶瓷基体包括两个对称设置的第一连接部。

(2)采用氧化铝抛光液对所述导电陶瓷基体表面进行抛光处理，将抛光处理后的导电陶瓷基体质量占比99％以上的丙酮溶液中进行超声波清洗10min。

(3)将含银铜钛合金的焊接浆料涂覆至所述第一连接部的表面，控制焊接浆料的涂覆厚度为0.2mm。

(4)将铜夹夹设于第一连接部的两侧，部分焊接浆料溢出至所述铜夹的表面；

(5)将初步固定好的导电陶瓷基体与铜夹置于鼓风干燥箱内进行干燥，控制鼓风干燥箱内的温度220℃，干燥时间为1h；再置于真空烧结炉中以10℃/min升温至300℃保温15min，再升温至750℃保温15min，再升温至860℃保温10min，焊接后的导电陶瓷基体随炉冷却得到发热体。

实施例2

与实施例1不同的是，采用含氮化硅的导电陶瓷基体材料干压成型得到导电陶瓷基体。

实施例3

与实施例1不同的是，将含银铜钛铟合金的焊接浆料涂覆至所述第一连接部的表面；烧结过程中，以8℃/min升温至300℃保温15min，再升温至550℃保温15min，再升温至700℃保温10min，焊接后的导电陶瓷基体随炉冷却得到发热体。

实施例4

与实施例1不同的是，控制焊接浆料的涂覆厚度为0.2mm，并调整烧结峰值温度至820℃。

实施例5

(1)将碳化硅与二硼化钛复合形成的导电陶瓷基体材料干压成型得到厚度为1mm的导电陶瓷基体，导电陶瓷基体的电阻率为3.0×10^-5Ω·m。导电陶瓷基体包括两个对称设置的第二连接部。

(2)采用氧化铝抛光液对所述导电陶瓷基体表面进行抛光处理，将抛光处理后的导电陶瓷基体质量占比99％以上的丙酮溶液中进行超声波清洗10min。

(3)将导电陶瓷基体的两个第二连接部分别插入对应一个铜座内，在铜座内空隙中填充含银铜钛合金的焊接浆料，控制焊接浆料的填充高度为铜座收容槽的第二槽段高度的1/2。

(4)将初步固定好的导电陶瓷基体与铜座置于鼓风干燥箱内进行干燥，控制鼓风干燥箱内的温度220℃，干燥时间为2h；再置于真空烧结炉中以10℃/min升温至300℃保温15min，再升温至750℃保温15min，再升温至860℃保温10min，焊接后的导电陶瓷基体随炉冷却得到发热体。

对比例1

与实施例1不同的是，将含玻璃粉的传统银浆料涂覆至所述第一连接部的表面，控制焊接浆料的厚度为0.2mm。

对比例2

与实施例1不同的是，控制焊接浆料的涂覆厚度为0.05mm，焊接浆料未溢出至铜夹的表面。

对比例3

与实施例5不同的是，控制焊接浆料的填充高度为铜座收容槽的第二槽段高度的1/4。

将实施例1至5以及对比例1至3制得的发热体进行电阻值测试及热循环性能测试。

热循环性能测试为：

将发热体在10s内从室温升温至350℃，保温3min，然后自然冷却3min，记为1次，重复循环600次后，对发热体进行电阻值测试，测试结果如下表1所示：

表1

图6a至图6b为对比例1制成的发热体的电极循环前与循环后的状态示意图；如图6a及图6b所示，对比例1采用传统银浆料，制成的电极在循环后电极与导电陶瓷基体的连接处出现开裂现象，电极松动。并且发热体的电阻变化值相比于实施例1大幅提升，这是因为，传统的银浆料在循环加热使用过程中，电极的焊点容易受到热应力作用发生松动，容易引起电阻增大。而本申请实施例1采用含银铜钛合金的焊接浆料，将6金属电极与导电陶瓷基体的第一连接部通过焊接浆料焊接成型，可以提高焊接强度，提高电极的稳定性，其电阻变化值仅为4.1％，实施例1能够有效控制发热体在加热使用过程中的电阻变化量。

对比例2的第一连接部表面的焊接浆料的厚度仅为0.05mm，焊接浆料过少，焊接面积减少，铜夹与导电陶瓷基体焊接强度下降，电极的焊点容易受到热应力作用发生松动，容易引起电阻增大。

对比例3中焊接浆料的填充高度为铜座收容槽的高度1/4，焊接浆料填充过少，铜座与导电陶瓷基体焊接强度下降，电极的焊点容易受到热应力作用发生松动，容易引起电阻增大。

根据实施例1至5的测试数据可知，利用焊接浆料将导电陶瓷基体与金属电极焊接固定，可以提高金属电极与导电陶瓷基体焊接强度，提高发热体的使用稳定性，在发热体加热过程中，可以避免金属电极受热应力作用产生松动或脱落，能够有效控制发热体在加热使用过程中电阻变化量。

上述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种发热体的金属化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

将导电陶瓷基体的连接部与金属电极通过焊接浆料进行预固定，所述焊接浆料中的合金组分包括银铜钛合金、银铜钛铟合金、银钯钛合金中的至少一种；

将预固定后的导电陶瓷基体与金属电极进行干燥、阶段式升温烧结后，冷却得到发热体。

2.根据权利要求1所述的金属化处理方法，其特征在于，所述导电陶瓷基体包括自所述导电陶瓷基体两侧向外凸出形成的第一连接部，所述第一连接部的表面涂覆有所述焊接浆料。

3.根据权利要求2所述的金属化处理方法，其特征在于，所述金属电极为金属夹，所述金属夹包括两个夹体及连接所述两个夹体的基体，所述两个夹体夹设于所述第一连接部的两侧，所述两个夹体上分别开设有第一通孔，至少部分所述焊接浆料通过所述第一通孔溢出至所述夹体的表面。

4.根据权利要求2所述的金属化处理方法，其特征在于，所述金属电极为金属片，所述金属片设于所述第一连接部的表面，所述金属片开设有贯穿所述金属片的第二通孔，至少部分所述焊接浆料通过所述第二通孔溢出至所述金属片的表面。

5.根据权利要求1所述的金属化处理方法，其特征在于，所述导电陶瓷基体包括位于所述导电陶瓷基体底部的第二连接部，所述金属电极为金属座，所述金属座开设有收容槽，所述第二连接部收容于所述收容槽内。

6.根据权利要求5所述的金属化处理方法，其特征在于，所述收容槽包括位于所述收容槽底部的第一槽段及位于所述收容槽顶部的第二槽段，所述第二连接部卡设于所述第一槽段内，所述第二连接部与所述第二槽段之间留有空隙，所述空隙内填充所述焊接浆料，所述焊接浆料的填充高度至少为所述第二槽段高度的1/2。

7.根据权利要求6所述的金属化处理方法，其特征在于，所述第一槽段与所述第二槽段之间通过具有坡度的侧引导面连接。

8.根据权利要求1至4任一项所述的金属化处理方法，其特征在于，所述焊接浆料的涂覆厚度为0.1mm～0.3mm。

9.根据权利要求1至7任一项所述的金属化处理方法，其特征在于，所述方法满足如下特征a～d中的至少一种：

a.所述导电陶瓷基体材料包括碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化硅、二硼化钛、碳化钛、二硼化锆中的至少一种；

b.所述导电陶瓷基体的厚度为0.3mm～2mm；

c.所述导电陶瓷基体的电阻率≥1.0×10^-6Ω·m；

d.所述金属电极的材质为铜或银，且所述金属电极的表面形成有银膜、金膜或镍膜中的至少一种。

10.根据权利要求1至7任一项所述的金属化处理方法，其特征在于，所述方法满足如下特征a～b中的至少一种：

a.所述焊接浆料的粘度为100Pa·s～180Pa·s；

b.所述焊接浆料中的合金组分的平均粒径为10μm～50μm。

11.根据权利要求1至7任一项所述的金属化处理方法，其特征在于，所述方法满足如下特征a～c中的至少一种：

a.所述干燥的温度为150℃～250℃；

b.所述干燥的时间为0.5h～2h；

c.所述干燥的方式为鼓风干燥。

12.根据权利要求1至7任一项所述的金属化处理方法，其特征在于，所述方法满足如下特征a～d中的至少一种：

a.所述阶段式升温烧结的升温速率为8℃/min～12℃/min；

b.所述阶段式升温烧结在真空环境下进行，所述真空环境的真空度≤1.0×10^-2Pa；

c.所述阶段式升温烧结的温度为室温～860℃；

d.所述阶段式升温烧结包括三阶段升温处理，其中，第一阶段升温至290℃～320℃，保温13min～18min；第二阶段升温至720℃～750℃，保温13min～18min；第三阶段升温至830℃～860℃，保温5min～12min。

13.一种发热体，其特征在于，采用权利要求1～12任一项所述的金属化处理方法制得。

14.一种气溶胶产生装置，其特征在于，包括权利要求13所述的发热体。

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