CN116349941A - 发热体及气溶胶产生装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种发热体及气溶胶产生装置，发热体包括：基体，基体沿纵向设有通槽，基体包括主体部及两个连接部，两个连接部设置于通槽的两侧，两个连接部用于连接电极引线；导电发热膜，导电发热膜至少均匀覆盖形成于基体的上表面和/或下表面；及保护膜，保护膜的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种。本申请提供的发热体，通过在发热体的基体表面形成导电发热膜，不存在发热轨迹，发热均匀，不会产局部高热。并且通过在导电发热膜表面形成保护膜，可以降低导电发热膜的氧化速率，可以延长发热体的使用寿命。

Description

发热体及气溶胶产生装置

技术领域

本申请涉及电子烟技术领域，尤其涉及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。现有加热不燃烧型电子烟用发热体通常将发热线路和测温线路分开印刷，即在基体的一面制备发热线路，在基体的另一面制备测温线路，测温部位与加热部位有一定距离，造成温控精准度不高，制备工艺复杂。发热体在长期加热降温往复循环过程中，容易出现局部温度过高，造成发热体损坏，影响使用寿命。

发明内容

本申请提供一种发热体及气溶胶产生装置，通过在基体表面形成导电发热膜及保护膜，导电发热膜能够提高发热体的发热均匀性，保护膜提高发热体的使用寿命。

第一方面，本申请提供一种发热体，所述发热体包括：

基体，所述基体沿纵向设有通槽，所述基体包括主体部及两个连接部，所述两个连接部设置于所述通槽的两侧，所述两个连接部用于连接电极引线；

导电发热膜，所述导电发热膜至少均匀覆盖形成于所述基体的上表面和/或下表面；及

保护膜，所述保护膜的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种。

在可行的实施方案中，所述基体的材质包括金属、陶瓷及耐高温玻璃中的至少一种。

在可行的实施方案中，所述保护膜的材质选自氮化铝和/或碳化硅。

在可行的实施方案中，所述导电发热膜形成于所述基体的全部表面上。

在可行的实施方案中，所述发热体满足以下特征中的至少一种：

(1)所述导电发热膜的材质包括镍、镍合金、铂、铂合金、钛、钛合金中的至少一种；

(2)所述导电发热膜的电阻温度系数≥1000ppm/℃；

(3)所述导电发热膜在25℃时的初始电阻值为0.2Ω至1.6Ω；

(4)所述导电发热膜的厚度为0.5μm至20μm。

在可行的实施方案中，所述基体为导电基体，所述发热体还包括形成于所述导电基体表面的绝缘膜，所述导电发热膜形成于所述绝缘膜的至少部分表面。

在可行的实施方案中，所述导电发热膜采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺中的至少一种工艺形成。

在可行的实施方案中，所述保护膜的厚度为0.5μm至1.9μm。

在可行的实施方案中，所述保护膜覆盖所述主体部表面的导电发热膜，所述保护膜不覆盖所述两个连接部表面的导电发热膜。

在可行的实施方案中，所述保护膜采用磁控溅射、电子束蒸发等物理气相沉积、化学气相沉积中的至少一种工艺形成。

第二方面，本申请提供一种发热体的制备方法，所述制备方法包括：

采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺中的至少一种工艺将基体进行镀膜处理，使得基体的上表面和/或下表面形成导电发热膜；

在导电发热膜远离所述基体的表面上形成保护膜，得到发热体，其中，所述保护膜的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种。

在可行的实施方案中，采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺中的至少一种工艺将基体进行镀膜处理，所述方法满足以下特征中的至少一种：

(1)所述基体沿纵向设有通槽，所述基体包括主体部及两个连接部，所述两个连接部设置于所述通槽的两侧，所述两个连接部用于连接电极引线；

(2)所述导电发热膜的材质包括镍、镍合金、铂、铂合金、钛、钛合金中的至少一种

(3)所述导电发热膜的电阻温度系数≥1000ppm/℃；

(4)所述导电发热膜在25℃时的初始电阻值为0.2Ω至1.6Ω；

(5)所述导电发热膜的厚度为0.5μm至20μm；

(6)所述保护膜的厚度为0.5μm至1.9μm；

(7)所述保护膜的材质选自氮化铝和/或碳化硅。

在可行的实施方案中，在形成所述导电发热膜之后，所述制备方法还包括以下步骤：

在导电发热膜远离所述基体的表面上形成保护膜。

在可行的实施方案中，所述保护膜覆盖所述主体部表面的导电发热膜，所述保护膜不覆盖所述两个连接部表面的导电发热膜。

第三方面，本申请提供一种气溶胶产生装置，所述气溶胶产生装置包括根据上述第一方面所述的发热体或根据上述第二方面所述的制备方法制得的发热体。

本申请提供的技术方案至少具有以下有益效果：

本申请提供一种发热体及气溶胶产生装置，通过在发热体的基体表面形成导电发热膜，不存在发热轨迹，发热均匀，不会产局部高热。并且通过在导电发热膜表面形成保护膜，可以降低导电发热膜的氧化速率，可以延长发热体的使用寿命。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的发热体的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的发热体的仰视图；

图3为本申请实施例提供的发热体的整体结构的主视图；

图4为本申请实施例提供的另一结构发热体的整体结构示意图；

图5为本申请实施例1提供的发热体的温场分布图；

图6为本申请实施例2提供的发热体的表面平均温度的升温速度曲线图；

图7为本申请实施例4提供的发热体的温场分布图；

图8为本申请实施例5提供的发热体的温场分布图；

图9为本申请提供的对比例1的发热体的温场分布图；

图10为本申请实施例2提供的发热体与对比例1的发热体的表面平均温度的升温速度对比曲线图。

附图标识：

1-发热体；

10-基体；

11-主体；111-通槽；112-插入端；

12-连接部；

20-导电发热膜；

30-保护膜。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如“连接”可以是固定连接或者是可拆卸连接，或一体的连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

第一方面，本申请提供一种发热体，发热体包括：基体，基体沿纵向设有通槽，基体包括主体部及两个，两个设置于通槽的两侧，两个用于连接电极引线；导电发热膜，导电发热膜至少均匀覆盖形成于基体的上表面和/或下表面；及保护膜，保护膜的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种。

在上述方案中，通过在发热体的基体表面形成导电发热膜，不存在发热轨迹，发热均匀，不会产局部高热。并且通过在导电发热膜表面形成保护膜，可以降低导电发热膜的氧化速率，可以延长发热体的使用寿命图1为本申请实施例提供的发热体的整体结构示意图，图2为本申请实施例提供的发热体的仰视图，如图1及图2所示，发热体包括基体、导电发热膜及保护膜。

具体的，基体10构成发热体1的承载件，用于负载导电发热膜20。基体10为箭型结构，方便与气溶胶产生装置对接。

基体10按导电性能可分为导电基体和非导电基体，导电基体的材质包括金属材质，非导电基体的材质包括陶瓷及耐高温玻璃中的至少一种。其中，导电基体的金属材质包括铁铬铝合金、不锈钢、镍铬合金、镍金属、钛金属等。用于制备基体10使用的材质需要具有耐高温、高温时物理和化学性质稳定及高温时无有害物质释放等特点，可根据实际需要确定基体10的材质，在此不做限定。

需要说明的是，基体10的制备方法可根据基体10为导电基体或非导电基体具体选择，例如，导电基体可使用压铸或者热冲压成型的方式制备。示例性地，将导电钛金属熔融并压铸成纵长的片状，然后抛光成型得到导电基体。

非导电基体可使用基体10材料干压成型后烧结制得。示例性地，基体10材料为陶瓷基体材料，可以将陶瓷基体材料干压成纵长的片状，然后置于适合的温度下进行烧结，具体烧结的温度可以根据材料的不同进行调节在此不做限定。

作为本申请可选的技术方案，基体10的材质也可以为复合材质，即陶瓷和金属共同烧结而成的复合陶瓷基体，复合陶瓷基体具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点。

需要说明的是，基体10为导电基体时，使用过程中，需要在导电基体外表面制备一层绝缘膜，以避免导电基体的导电性能影响导电发热膜20的使用。具体的，绝缘膜可以为有机绝缘膜和无机绝缘膜，其中，无机绝缘膜包括二氧化硅绝缘膜、氮化硅绝缘膜、氧化铝绝缘膜、氮化铝绝缘膜中的至少一种，有机绝缘膜包括聚酰亚胺绝缘膜、聚乙烯绝缘膜、聚偏二氟乙烯绝缘膜、聚四氟乙烯绝缘膜中的至少一种。在一些实施例中，可以将含有机绝缘材料的浆料涂覆在导电基体的表面，然后烘干即可。当然也可根据实际需要选择绝缘膜的材质，在此不做限定。

图3为本申请实施例提供的发热体1的整体结构的主视图，如图3所示，基体10包括主体部11及两个连接部12，主体部11与两个连接部12一体成型。其中，两个连接部12分别用于连接电极引线，即连接电源的正极和负极，从而实现发热体1的导电加热功能。

为了形成导电回路，基体10沿纵向设有通槽111，两个连接部12设置于通槽111的两侧，使得基体10在通电状态下能够形成回路。其中，通槽111可以由模具干压成型得到的，也可以通过激光开槽得到，通槽111内还可以填充绝缘物料。

需要说明的是，主体部11上设置有插入端112，插入端112用于插入气溶胶产生装置的气雾形成基质中，使得发热体1的热量能够使得气雾形成基质形成烟雾。在本实施例中，插入端112为倒V型尖头，有利于发热体1插入气雾形成基质中。插入端112的两侧边缘通过尖锐化处理，进一步有利于插入气雾形成基质中。

需要说明的是，插入端112除倒V型尖头外，也可以为其他形状的结构，例如，图4为本申请实施例提供的另一结构发热体的整体结构示意图，如图4所示，插入端112可以为梯形结构，除此之外，插入端112还可以为弧形结构。不同结构的插入端112可与气溶胶产生装置完全对接即可，在此不做限定，可根据实际需要具体选择。

在实际应用过程中，在两个连接部12接通电源的正极和负极之后，发热体1产生热量，产生的热量通过主体部11的插入端112传递至气溶胶产生装置，从而产生模拟烟气的气雾。

在本申请中使用的基体10为一体化的片状结构，即主体部11及连接部12为厚度一样的片状结构，具体的，基体10的厚度为0.2mm至1.5mm。可选的，基体10的厚度具体可以为0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.9mm、1.3mm、1.5mm等，在此不做限定。基体10的厚度过厚，造成产品尺寸过大，且制备过程成本升高；基体10的厚度过薄，则强度不够，使用的时候容易断裂。

在本申请中，在基体10上负载的导电发热膜20，用于给发热体1提供热量，导电发热膜20形成于基体10的至少部分表面上，导电发热膜20自主体部11延伸至两个连接部12。

具体的，导电发热膜20均匀覆盖于基体10的表面，当连接部12接通电源的正极和负极时，导电发热膜20即可产生热量，热量通过主体部11的插入端112传递至气溶胶产生装置。

需要说明的是，当基体10为导电基体时，导电发热膜20形成于绝缘膜的至少部分表面。

作为本申请可选的技术方案，导电发热膜20可以形成于基体10的全部表面上，从而使得整个发热体1能够均匀发热，避免局部温度过高。在其他实施方式中，导电发热膜20可以仅形成于基体10的上表面与下表面，即基体10的侧面不设置导电发热膜20，从而可以适当降低成本。当然也可以根据实际需要具体选择导电发热膜20的覆盖面积，在此不做限定。

具体的，导电发热膜20采用电阻加热原理产生热量，本申请使用的导电发热膜20使用的材质均为高电阻温度系数的材质，即随着导电发热膜20通电时间的增加，导电发热膜20的温度不断升高，从而导电发热膜20的电阻值也会相对变化，从而根据导电发热膜20的电阻温度系数可以换算出发热盘的温度，实现加热与测温功能的实现。

本申请使用的导电发热膜20的材质的电阻温度系数≥1000ppm/℃，具体可以是1000ppm/℃、2000ppm/℃、3000ppm/℃、4000ppm/℃、5000ppm/℃、6000ppm/℃等，在此不做限定。可选地，导电发热膜20可选的材质包括镍、镍合金、铂、铂合金、钛、钛合金中的至少一种。可根据实际需要选择导电发热膜20的材质，在此不做限定。

具体地，导电发热膜20可以是单层结构，也可以是复合结构。例如，当导电发热膜20为单层结构时，导电发热膜20可以是镍膜等，当导电发热膜20为复合结构时，导电发热膜20可以是层叠设置的镍膜与钛膜。

在25℃的室温下，导电发热膜20的初始电阻值为0.2Ω至1.6Ω。可选的，导电发热膜20的初始电阻具体可以为0.2Ω、0.4Ω、0.6Ω、0.8Ω、1Ω、1.2Ω、1.4Ω、1.6Ω等，在此不做限定。导电发热膜20的初始电阻过大，需要比较大的电压才能实验一定的功率，导致升压电路比较复杂，成本较高；导电发热膜20的初始电阻过小，一定功率下电流过大，导致相关损耗较大。优选的，导电发热膜20的电阻可以为0.6Ω。

导电发热膜20的厚度为0.5μm至20μm，可选的，导电发热膜20的厚度具体可以为0.5μm、3μm、5μm、7μm、9μm、11μm、13μm、15μm、17μm、19μm、20μm等，在此不做限定。导电发热膜20的厚度过厚，成本高，容易产生裂纹，导电发热膜20的厚度过薄，厚度容易不均匀，而且使用中容易烧断。经过多次试验发现，导电发热膜20的厚度优选为7μm至15μm，可以提高导电发热膜20的整体均匀度，避免导电发热膜烧穿，提高产品良率。

在实际应用过程中，可以采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺中的至少一种工艺在基体10上形成导电发热膜20。优选地，采用物理气相沉积工艺在基体10的至少部分表面上形成导电发热膜20。

进一步地，在基体10表面的导电发热膜20上还形成有至少一层保护膜30，保护膜30用于保护导电发热膜20，包覆在导电发热膜20上的保护膜30既可以具有良好的绝缘作用，又具有良好的耐热性能，以适应导电发热膜20的电阻加热，保证发热体1的使用寿命。本申请中保护膜30的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种，具体的，二氧化硅保护膜具有良好的硬度及耐磨特性，其相比于其他氧化物，晶体结构为四面体结构，化学性质稳定，并且二氧化硅材料价格低廉，适用于大批量生产；二氧化钛保护膜的化学性质稳定，使用过程中也不容易发生化学反应；氮化硅保护膜具有高的热稳定性、致密性高、高的介电常数及良好的绝缘特性等优良性能，并且其耐磨性能较好，可以很好地保护导电发热膜20；碳化硅保护膜具有强度高及抗氧化性能好的特点，并且其耐磨性能较好，可以很好地保护导电发热膜20，由于其具有较高的导热系数，不容易影响发热体的热传递。根据多次试验发现，保护膜的材质优选为氮化铝和/或碳化硅。

需要说明的是，保护膜30可以仅覆盖在主体部11表面的导电发热膜20上，也可以覆盖整个主体部11。但保护膜30不覆盖两个连接部12表面的导电发热膜20，因保护膜为绝缘体，覆盖在连接部12会造成通电时难以形成回路，影响导电发热膜20与电源电极的电性连接，使得发热体1不能正常工作。

在本申请中，保护膜30的厚度为0.5μm至1.9μm。可选的，保护膜30的厚度具体可以为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、1.6μm、1.8μm或1.9μm等，在此不做限定。保护膜30的厚度过高，制备成本升高，保护膜30的厚度过薄，对导电发热膜20起不到良好的保护作用，影响发热体1的使用寿命。可选的，保护膜30的厚度可以为1.0μm～1.9μm。

第二方面，本申请提供一种发热体的制备方法，发热体可采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺形成。

具体制备方法包括以下步骤：

步骤S10，清洗基体后烘干；

步骤S20，在真空环境及保护气氛下，采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺中的至少一种工艺将基体进行镀膜处理，使得基体的上表面和/或下表面形成导电发热膜；

步骤S30，在导电发热膜远离基体的表面上形成保护膜，得到发热体，其中，保护膜的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种。

在上述方案中，制备的发热体为发热和控温共用，不存在发热轨迹，发热均匀，并且通过在导电发热膜表面形成保护膜，可以降低导电发热膜的氧化速率，可以延长发热体的使用寿命。

具体地，基体包括主体部及两个连接部，主体部与两个连接部一体成型。其中，两个连接部分别用于连接电极引线，即连接电源的正极和负极，从而实现发热体的导电加热功能。

为了形成导电回路，基体沿纵向设有通槽，两个连接部设置于通槽的两侧，使得基体在通电状态下能够形成回路。其中，通槽可以由模具干压成型得到的，也可以通过激光开槽得到。通槽内还可以填充绝缘物料。

在步骤S10，将基体进行清洗及烘干，可以增强后续制备的导电发热膜与基体的结合力，防止使用过程中导电发热膜脱落，增强发热体的使用寿命。

烘干后的基体通过采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺制备导电发热膜，需要说明的是，在步骤S20中，基体为导电基体时，使用过程中，需要在导电基体外表面制备一层绝缘膜，以避免导电基体的导电性能影响导电发热膜的使用。具体的，绝缘膜可以为有机绝缘膜和无机绝缘膜，其中，无机绝缘膜包括二氧化硅绝缘膜、氮化硅绝缘膜、氧化铝绝缘膜、氮化铝绝缘膜中的至少一种，有机绝缘膜包括聚酰亚胺绝缘膜、聚乙烯绝缘膜、聚偏二氟乙烯绝缘膜、聚四氟乙烯绝缘膜中的至少一种。可根据实际需要选择绝缘膜的材质，在此不做限定。

优选地，采用物理气相沉积工艺形成导电发热膜，具体步骤包括：

在真空环境中通入气流量为50ml/min至300ml/min的保护气氛，设定溅射功率为10W/cm²至20W/cm²，溅射电流使保护气氛形成气体等离子体的冲击使导电发热膜原料靶材，形成导电发热膜原料靶材原子；

导电发热膜原料靶材原子基体上沉积10min至600min，直至形成厚度为0.5μm至20μm的导电发热膜。

在步骤S20中，使用的保护气氛为氩气保护气氛，保护气氛的通入气流量为50ml/min至300ml/min。可选的，保护气氛的通入气流量具体可以为50ml/min、100ml/min、150ml/min、200ml/min、250ml/min、300ml/min等，保护气氛用于形成气体等离子体轰击导电发热膜原料靶材，可根据导电发热膜原料靶材的使用量具体选择保护气氛的通入气流量，在此不做限定。

通入保护气氛后，设定溅射功率，溅射功率的大小会影响导电发热膜靶材原子在基体上的沉积。在本申请中，溅射的功率为10W至20W，可选的，溅射的功率具体可以为10W、12W、14W、16W、18W、20W等，溅射功率过大时，导电发热膜原料靶材原子在基体上沉积过快，导致导电发热膜的均匀性不好。溅射功率过小时，会造成溅射过程难以进行，可根据导电发热膜原料靶材的使用量具体选择溅射的功率，在此不做限定。

溅射功率范围内的溅射设备产生溅射电流，溅射电流使保护气氛电离形成气体等离子体，气体等离子体冲击使导电发热膜原料靶材形成导电发热膜原料靶材原子逸出，逸出的导电发热膜原料靶材原子在旋转的基体上沉积至目标厚度后得到导电发热膜。

逸出的导电发热膜原料靶材原子在基体上的沉积的时间为10min至600min，可选的，沉积的时间具体可以为10min、100min、200min、300min、400min、500min、600min等，在此不做限定。沉积的时间过长，造成产品尺寸过大，且制备过程成本升高；沉积的时间过短，形成的导电发热膜厚度过薄，则强度不够，使用的时候容易断裂。优选的，沉积的时间可以为200min。

逸出的导电发热膜原料靶材原子在基体上沉积的过程中，基体需要以一定的转速旋转，基体旋转的转速为2mm/s至5mm/s，可选的，基体旋转的转速具体可以为2mm/s、3mm/s、4mm/s、5mm/s等，旋转可使导电发热膜原料靶材原子均匀的在基体沉积，提高沉积的质量，可根据实际需要选择旋转的转速，在此不做限定。

需要说明的是，物理气相沉积工艺中使用的导电发热膜原料靶材包括镍、镍合金、铂、铂合金、钛、钛合金中的至少一种，可根据需要的物理特性具体选择。

经物理气相沉积工艺得到的导电发热膜，导电发热膜的厚度为0.5μm至20μm，可选的，导电发热膜的厚度具体可以为0.5μm、3μm、5μm、7μm、9μm、11μm、13μm、15μm、17μm、19μm、20μm等，在此不做限定。导电发热膜的厚度过厚，成本高，容易产生裂纹，导电发热膜的厚度过薄，厚度容易不均匀，而且使用中容易烧断。经过多次试验发现，导电发热膜20的厚度优选为7μm至15μm，可以提高导电发热膜20的整体均匀度，避免导电发热膜烧穿，提高产品良率。

在25℃的室温下，导电发热膜20的初始电阻值为0.2Ω至1.6Ω。可选的，导电发热膜20的初始电阻具体可以为0.2Ω、0.4Ω、0.6Ω、0.8Ω、1Ω、1.2Ω、1.4Ω、1.6Ω等，在此不做限定。导电发热膜20的初始电阻过大，需要比较大的电压才能实验一定的功率，导致升压电路比较复杂，成本较高；导电发热膜20的初始电阻过小，一定功率下电流过大，导致相关损耗较大。优选的，导电发热膜20的电阻可以为0.6Ω。

在步骤S20之后，制备方法还包括：

步骤S30，在导电发热膜远离基体的表面上形成保护膜。

在步骤S30中，在导电发热膜远离基体的表面制备保护膜，保护膜用于保护导电发热膜，包覆在导电发热膜上的保护膜既可以具有良好的绝缘作用，又具有良好的耐热性能，以适应导电发热膜的电阻加热，保证发热体的使用寿命。

具体的，保护膜采用磁控溅射、电子束蒸发等物理气相沉积、化学气相沉积中的至少一种工艺形成，可根据实际需要选择保护膜的制备方法，在此不做限定。

需要说明的是，保护膜30可以仅覆盖在主体部11表面的导电发热膜20上，也可以覆盖整个主体部11。但保护膜30不覆盖两个连接部12表面的导电发热膜20，因保护膜为绝缘体，覆盖在连接部12会造成通电时难以形成回路，影响导电发热膜20与电源电极的电性连接，使得发热体1不能正常工作。

在本申请中，保护膜30的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种，具体的，二氧化硅保护膜具有良好的硬度及耐磨特性，其相比于其他氧化物，晶体结构为四面体结构，化学性质稳定，并且二氧化硅材料价格低廉，适用于大批量生产。二氧化钛保护膜的化学性质稳定，使用过程中也不容易发生化学反应。氮化硅保护膜具有高的热稳定性、致密性高、高的介电常数及良好的绝缘特性等优良性能，并且其耐磨性能较好，可以很好地保护导电发热膜20；碳化硅保护膜具有强度高及抗氧化性能好的特点，并且其耐磨性能较好，可以很好地保护导电发热膜20，由于其具有较高的导热系数，不容易影响发热体的热传递。根据多次试验发现，保护膜的材质优选为氮化铝和/或碳化硅。

保护膜30的厚度为0.5μm至1.9μm。可选的，保护膜30的厚度具体可以为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、1.6μm、1.8μm或1.9μm等，在此不做限定。保护膜30的厚度过高，制备成本升高，保护膜30的厚度过薄，对导电发热膜20起不到良好的保护作用，影响发热体1的使用寿命。可选的，保护膜30的厚度可以为1.0μm～1.9μm。

经上述步骤S10、步骤S20及步骤S30，得到导电发热体。

为使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合具体实施方式对本申请做进一步详细描述。

实施例1：

本实施例1的基体选用不锈钢材质，导电发热膜材质选用镍金属材质，绝缘膜及保护膜采用二氧化硅，具体步骤如下：

将不锈钢基体清洗，烘干；

在不锈钢基体表面制备玻璃釉层作为绝缘膜；

基体整体先导电处理，再采用电镀工艺将镍金属制备成导电发热膜，导电发热膜的厚度为20微米；

在基体的主体区域制备采用射频等离子体化学气相沉积制备二氧化硅保护层，厚度0.5微米。

制得的发热体在25℃时的初始电阻值为0.2Ω，电阻温度系数为5800ppm/℃。

测试：

在连接部区域覆盖导电层，外接电路通过导电层供电使导电发热膜发热，电路同时检测电阻值，根据电阻温度系数可以换算出发热片温度，结合软件算法，实现温度控制。

测试结果：

图5为本申请实施例1提供的发热体的温场分布图，如图5所示，本实施1制备的发热体整体温度均匀，温差小于10℃。

实施例2：

本实施例2的基体选用氧化铝陶瓷，导电发热膜材质选用铂金属材质，保护膜采用碳化硅，具体步骤如下：

将氧化铝陶瓷基体清洗，烘干；

采用PVD中的磁控溅射制备只在基材正反面将Pt金属制备成导电发热膜，导电发热膜的厚度为7微米；

在基体的主体区域采用磁控溅射碳化硅靶材溅射制备碳化硅保护膜，膜厚1.0微米。

制得的发热体在25℃时的初始电阻值为1Ω，电阻温度系数为3700ppm/℃。

测试：

在连接部区域覆盖导电层，外接电路通过导电层供电使导电发热膜发热，电路同时检测电阻值，根据电阻温度系数可以换算出发热片温度，结合软件算法，实现温度控制。

测试结果：

图6为本申请实施例2提供的发热体的表面平均温度的升温速度曲线图，如图6所示，本实施2制备的发热体的表面升温速度均匀。

实施例3：

本实施例3的基体选用氧化硅玻璃，导电发热膜材质选用钛金属材质，保护膜采用二氧化钛，具体步骤如下：

将氧化硅玻璃基体清洗，烘干；

基体整体采用化学镀将Ag金属制备成导电发热膜，导电发热膜的厚度为5微米；

将基体的主体区域采用化学气相沉积制备二氧化钛，厚度0.6微米。

制得的发热体在25℃时的初始电阻值为1.6Ω，电阻温度系数为3100ppm/℃。

测试：

在连接部区域覆盖导电层，外接电路通过导电层供电使导电发热膜发热，电路同时检测电阻值，根据电阻温度系数可以换算出发热片温度，结合软件算法，实现温度控制。

测试结果：

本实施例3制备的发热体，供电功率为30W时，发热体在5秒内温度可升高至300℃，且发热体整体温度均匀，温差小于10℃。

实施例4：

本实施例4的发热体去掉基体的尖角，基体选用氧化锆陶瓷，导电发热膜的材质为钛金属材质，保护膜采用氮化铝，具体步骤如下：

将氧化铝陶瓷基体清洗，烘干；

采用PVD中的电子束蒸发将Ti金属制备成导电发热膜，导电发热膜的厚度15微米；

将基体的主体区域电子束蒸发制备氧化铝，厚度1.5微米。

制得的发热体在25℃时的初始电阻值为1.6Ω，电阻温度系数为4000ppm/℃。

测试：

在连接部区域覆盖导电层，外接电路通过导电层供电使导电发热膜发热，电路同时检测电阻值，根据电阻温度系数可以换算出发热片温度，结合软件算法，实现温度控制。

测试结果：

图7为本申请实施例4提供的发热体的温场分布图，如图7所示，本实施4制备的发热体整体温度均匀，温差小于10℃。

实施例5：

本实施例5的发热体去掉基体的尖角，基体选用氧化铝陶瓷，导电发热膜材质选用Fe₇₉Ni₂₁合金材质，保护膜采用二氧化硅及二氧化钛(硅：钛摩尔比为1：1)，具体步骤如下：

将氧化铝陶瓷基体清洗，烘干；

基体整体先导电处理，再采用电镀将备Fe₇₉Ni₂₁合金制备成导电发热膜，导电发热膜的厚度12微米；

将基体的主体区域采用化学气相沉积制备氧化硅钛作为保护膜，厚度20微米。

制得的发热体在25℃时的初始电阻值为0.6Ω，电阻温度系数为1000ppm/℃。

测试：

在连接部区域全部覆盖导电层，外接电路通过导电层供电使导电发热膜发热，电路同时检测电阻值，根据电阻温度系数可以换算出发热片温度，结合软件算法，实现温度控制。

测试结果：

图8为本申请实施例5提供的发热体的温场分布图，如图8所示，本实施10制备的发热体整体温度均匀，温差小于10℃。

对比例1：

与实施例2不同的是，对比例1在氧化锆陶瓷基体上制备发热轨迹。

测试结果：

图9为本申请提供的对比例1的发热体的温场分布图，图10为本申请实施例2提供的发热体与对比例1的发热体的表面平均温度的升温速度对比曲线图，如图9及图10所示，采用导电发热膜制备的发热体的升温速度高于采用导电发热轨迹的发热体的升温速度。

Claims (14)

1.一种发热体，其特征在于，所述发热体包括：

基体，所述基体沿纵向设有通槽，所述基体包括主体部及两个连接部，所述两个连接部设置于所述通槽的两侧，所述两个连接部用于连接电极引线；

导电发热膜，所述导电发热膜至少均匀覆盖形成于所述基体的上表面和/或下表面；及

保护膜，所述保护膜的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种。

2.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述基体的材质包括金属、陶瓷及耐高温玻璃中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述保护膜的材质选自氮化铝和/或碳化硅。

4.根据权利要求3所述的发热体，其特征在于，所述导电发热膜形成于所述基体的全部表面上。

5.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述导电发热膜满足以下特征中的至少一种：

(1)所述导电发热膜的材质包括镍、镍合金、铂、铂合金、钛、钛合金中的至少一种；

(2)所述导电发热膜的电阻温度系数≥1000ppm/℃；

(3)所述导电发热膜在25℃时的初始电阻值为0.2Ω至1.6Ω；

(4)所述导电发热膜的厚度为0.5μm至20μm。

6.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述基体为导电基体，所述发热体还包括形成于所述导电基体表面的绝缘膜，所述导电发热膜形成于所述绝缘膜的至少部分表面。

7.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述导电发热膜采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺中的至少一种工艺形成。

8.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述保护膜的厚度为0.5μm至1.9μm。

9.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述保护膜覆盖所述主体部表面的导电发热膜，所述保护膜不覆盖所述两个连接部表面的导电发热膜。

10.根据权利要求1所述的发热体，其特征在于，所述保护膜采用磁控溅射、电子束蒸发等物理气相沉积、化学气相沉积中的至少一种工艺形成。

11.一种发热体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺中的至少一种工艺将基体进行镀膜处理，使得基体的上表面和/或下表面形成导电发热膜；

在导电发热膜远离所述基体的表面上形成保护膜，得到发热体，其中，所述保护膜的材质包括二氧化硅、二氧化钛、氮化铝、碳化硅的至少一种。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，采用物理气相沉积工艺、化学镀工艺或电镀工艺中的至少一种工艺将基体进行镀膜处理，所述方法满足以下特征中的至少一种：

(1)所述基体沿纵向设有通槽，所述基体包括主体部及两个连接部，所述两个连接部设置于所述通槽的两侧，所述两个连接部用于连接电极引线；

(2)所述导电发热膜的材质包括镍、镍合金、铂、铂合金、钛、钛合金中的至少一种；

(3)所述导电发热膜的电阻温度系数≥1000ppm/℃；

(4)所述导电发热膜在25℃时的初始电阻值为0.2Ω至1.6Ω；

(5)所述导电发热膜的厚度为0.5μm至20μm；

(6)所述保护膜的厚度为0.5μm至1.9μm；

(7)所述保护膜的材质选自氮化铝和/或碳化硅。

13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述保护膜覆盖所述主体部表面的导电发热膜，所述保护膜不覆盖所述两个连接部表面的导电发热膜。

14.一种气溶胶产生装置，其特征在于，所述气溶胶产生装置包括根据权利要求1～10任一项所述的发热体或根据权利要求11～13任一项所述的制备方法制得的发热体。

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