CN117865682A - 一种高导热发热元件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高导热发热元件及其制备方法，高导热发热元件由第一黑色碳化硅粉体、第二黑色碳化硅粉体、鳞片状石墨、聚乙烯醇水溶液以及少量高导热MgO烧结助剂制备得到，所述第一黑色碳化硅粉体和所述第二黑色碳化硅粉体的粒径不同，所述第一黑色碳化硅粉体和所述第二黑色碳化硅粉体的粒径比例满足Horsfield填充关系。本发明通过采用两种不同粒径分布的碳化硅粉体原料，使其D50指标满足Horsfield填充关系，从而使小粒径碳化硅粉体可填充于大粒径碳化硅粉体颗粒堆积形成的间隙中，从而提高了压制碳化硅发热片素坯的成型密度，降低了通过后期高温烧结收缩实现发热片致密化的要求，从而降低了烧结温度，避免了鳞片石墨在烧结过程的损失。

Description

一种高导热发热元件及其制备方法

技术领域

本发明涉及发热材料技术领域，具体而言，涉及一种高导热发热元件及其制备方法。

背景技术

目前，在使用六面顶、Belt等各种超高压装置生长人造金刚石单晶时，通常采用高温-高压温度梯度法，即在高温-高压环境下通过串联加热电路控制各部位的发热元件实现对金刚石单晶的生长温度和梯度的精确控制。然而当前使用的发热元件存在一系列问题。传统的发热元件由ZrO₂与石墨复合粉体构成，其制备过程容易导致机械强度不足，容器组装时易破碎，同时在长时间的单晶生长过程中，ZrO₂与石墨发生反应，导致电阻比例关系变化，进而影响到发热功率分配。此外，由于发热元件的热传导不均匀，使得单晶生长容器内的温场无法达到理想的均匀性，影响了金刚石单晶的优质生长。

基于现有技术的缺点，现亟需一种高导热发热元件及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导热发热元件及其制备方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一方面，本申请提供了一种高导热发热元件，其特征在于，所述高导热发热元件由第一黑色碳化硅粉体、第二黑色碳化硅粉体、鳞片状石墨、聚乙烯醇水溶液以及高导热烧结助剂制备得到，所述第一黑色碳化硅粉体和所述第二黑色碳化硅粉体的粒径不同，所述第一黑色碳化硅粉体和所述第二黑色碳化硅粉体的粒径比例满足Horsfield填充关系。

进一步地，所述第一黑色碳化硅粉体、所述第二黑色碳化硅粉体、所述鳞片状石墨粒度、所述聚乙烯醇水溶液以及所述烧结助剂的重量比为100：100：(6-20)：(10-20)：(10-12)。

进一步地，所述第一黑色碳化硅粉体的粒度为D50＝5-10微米，所述第二黑色碳化硅粉体的粒度为D50＝15-25微米。

进一步地，所述鳞片状石墨的粒度为D50＝10-15微米。

进一步地，所述烧结助剂为饱和乙酸镁水溶液。

第二方面，在本申请还提供了一种所述高导热发热元件的制备方法，所述方法包括：

将第一黑色碳化硅粉体、第二黑色碳化硅粉体和鳞片状石墨进行混合处理，得到第一混合粉体；

按照乙酸镁分解后产生的MgO质量与MgO、石墨、碳化硅三种原料总质量之比为5％的比例，并按照碳化硅粉体重质量的5％-10％的比例称取浓度为5％-10％的聚乙烯醇水溶液，并在所述第一混合粉体中同时加入所述聚乙烯醇水溶液和乙酸镁水溶液得到第二混合粉体；

将所述第二混合体进行搅拌混合、造粒和压制处理，通过设置成型压强为150-300MPa得到素坯圆片；

将所述素坯圆片进行烧结处理得到发热元件。

本发明的有益效果为：

本发明通过采用两种不同粒径分布的碳化硅粉体原料，使其D50指标满足Horsfield填充关系，从而使小粒径碳化硅粉体可填充于大粒径碳化硅粉体颗粒堆积形成的间隙中，从而提高了压制碳化硅发热片素坯的成型密度，降低了通过后期高温烧结收缩实现发热片致密化的要求，从而降低了烧结温度，避免了鳞片石墨在烧结过程的损失。本发明通过采用乙酸镁作为烧结助剂，在烧结过程中，乙酸镁熔融并分解生成MgO。由于乙酸镁是以溶液形式在造粒时加入碳化硅-石墨原料粉体之中，因此分解形成的MgO具有较高的反应活性，在低于碳化硅陶瓷的较低的烧结温度下即可烧成，最终形成空间丝状网络连接，使烧成的发热片具有满足合成块组装要求的机械强度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1是本发明实施例中所述素坯圆片烧结中的放置方式示意图；

图2是本发明实施例中所述高导热发热元件的制备方法的流程图。

图中标记：1、匣钵；2、匣钵盖；3、石墨粉；4、第一垫烧纸；5、第一石墨纸；6、石墨环；7、素坯圆片；8、第二石墨纸；9、第二垫烧纸。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例提供一种高导热发热元件，该发热元件由五种主要原料制备而成，包括第一黑色碳化硅粉体、第二黑色碳化硅粉体、鳞片状石墨、聚乙烯醇水溶液以及高导热烧结助剂。这五种原料共同构成了发热元件的基础组分，每一种原料在最终元件的性能和特性中都发挥着重要作用。第一和第二黑色碳化硅粉体的粒径不同，同时它们的粒径比例被设计以满足Horsfield填充关系。这种填充关系确保小粒径的碳化硅粉体能够填充于大粒径碳化硅粉体颗粒的间隙中，从而提高了发热片的成型密度。这样的处理有助于降低后期高温烧结时的收缩要求，进而减低了烧结温度。

值得注意的是，本实施例中选择黑色碳化硅作为主体材料，而非传统的氧化锆加热片。这是因为黑色碳化硅具有非常高的导热系数、电绝缘性和化学稳定性。其中，导热系数的高度确保了发热元件在工作时能够高效传导热量，而其电绝缘性和化学稳定性则保证了元件在高温-高压环境下的可靠性。此外，采用黑色碳化硅而非其他形态的碳化硅，因为黑色碳化硅具有出色的绝缘性能，对于作为发热片基体绝缘材料至关重要。这使得碳化硅在高压环境下能够有效防止电的泄漏和击穿现象，确保了元件的电学性能稳定可靠。

进一步地，Horsfield模型是一个相对简单、粗糙的模型，其假设的基于球形颗粒作出的。在实际应用中，粉体往往并不是球形的，尤其是在超细粉体的情况下，很难再进行筛分，因为这样的操作成本较高。因此，本专利考虑到实际情况将经过球磨或外购的原料粉体采用粉体粒度测试仪进行测量，确保其D50(中值粒径)满足设计要求即可。在实际应用中，原料粉体中可能存在一部分比D50粗或比D50细的颗粒，这并不影响其适用性。实际上，这两种粉体已经通过球磨处理，并通过粉体粒度测试仪测量其粒度分布，其中D50是表征粉体粒度分布的基本参数。因此，本专利考虑了实际生产中的复杂性，使得原料的选择更加灵活，同时保证了发热元件的性能要求。

优选地，第一黑色碳化硅粉体、第二黑色碳化硅粉体、鳞片状石墨粒度、聚乙烯醇水溶液以及烧结助剂的重量比为100：100：(6-20)：(10-20)：(10-12)。第一和第二黑色碳化硅粉体的平衡，以及它们与鳞片状石墨的比例，能够使得最终的发热元件在导热性和机械性能之间取得平衡。聚乙烯醇水溶液的引入有助于满足造粒与素坯强度、密度要求。烧结助剂的含量能够影响发热元件烧成密度与机械强度效果。

优选地，第一黑色碳化硅粉体的粒度为D50＝5-10微米，第二黑色碳化硅粉体的粒度为D50＝15-25微米。这种差异化的粒度选择可能是为了实现更好的充填效果和微观结构的调控。

优选地，鳞片状石墨的粒度为D50＝10-15微米。鳞片状石墨被用作导热材料，其特有的片状结构能够提供有效的导电和导热路径。通过控制石墨的粒度，可以调节鳞片的大小，从而提升最终材料的导电及导热性能。

优选地，烧结助剂为饱和乙酸镁水溶液。烧结助剂乙酸镁则在烧结过程中通过熔融分解生成高导热的MgO，最终形成空间丝状网络连接，进一步提高了发热片的机械强度。

实施例2：

本实施例提供一种高导热发热元件的制备方法，包括以下步骤：

步骤S100、将第一碳化硅粉体、第二碳化硅粉体和鳞片状石墨进行混合处理，得到第一混合粉体。

可以理解的是，第一碳化硅粉体和第二碳化硅粉体不同粒径是为了实现更好的填充效果，满足Horsfield填充关系，这有助于提高素坯的成型密度。这样的填充关系可能有助于优化后续的烧结步骤，从而提高发热元件的性能。鳞片状石墨的引入在满足发热要求的同时，增加了导热通道，提高了整体导热性能。鳞片状石墨的特殊结构为热传导提供了有效的路径，有助于形成导热网络。此过程中确保充分混合，以获得均匀的原料混合物，有助于在后续步骤中实现均匀的材料分布。

步骤S200、按照碳化硅粉体重质量的5％-10％的比例称取浓度为5％-10％的聚乙烯醇水溶液，并在第一混合粉体中同时加入聚乙烯醇水溶液和饱和乙酸镁水溶液得到第二混合粉体，其中乙酸镁水溶液的添加比例为:按照乙酸镁分解后产生的MgO质量与MgO、石墨、碳化硅三种原料总质量之比为5％。

可以理解的是，本步骤的目的是通过聚乙烯醇水溶液的添加来实现粉体颗粒之间的粘结，将粉体颗粒粘结在一起，形成数十微米直径的球形颗粒，这种颗粒在干压成型时具有较高的流动性，在成型压力下促使粉体流动，保证各处密度均匀。同时，聚乙烯醇的添加在满足粘结的基础上越少越好，否则会导致烧结时孔隙太大、收缩过大导致变形。通过实验验证，按照碳化硅粉体重质量的5％-10％的比例添加浓度为5％-10％的聚乙烯醇水溶液为优选的配置。进一步地，本步骤为了使乙酸镁均匀添加，所以采取了加入乙酸镁水溶液的方式，通过其分解生成的MgO，实现对第二混合粉体的改性。在高温过程中，饱和乙酸镁水溶液分解产生MgO，这起到烧结助剂的作用，有助于在后续步骤中形成致密、且具有一定机械的发热元件。

需要说明的是，乙酸镁的添加量被控制在少量，以避免对发热片的导热性能产生显著的负面影响。由于MgO的导热系数相对较低，多量的添加可能会降低发热片的导热性能。然而，在本专利中，通过“高导热助烧剂”和“少量添加乙酸镁对发热片的导热性无显著影响”的设计原则，确保了发热片在满足机械强度要求的同时，保持了较高的导热性能。

需要指出的是，本专利中并不追求制备出传统高密度碳化硅陶瓷那样具有“优良”机械强度的发热片。相反，发热片的机械强度满足合成块组装的要求即可，这是因为在高温-高压合成的应用场景中，只需确保发热片能够轻松组装进合成块、不散架、不起皮、不掉渣即可。这样的设计理念使得制备过程更为灵活，同时满足了实际应用中的需求

步骤S300、将第二混合体进行混合造粒和压制处理，通过设置成型压强为150-300MPa得到素坯圆片。

可以理解的是，混合造粒的过程可能包括将混合物喷洒或压缩成颗粒，以确保混合物的均匀性和一致性。接下来通过设置成型压强为150-300MPa，对混合造粒后的物料进行压制处理，形成素坯圆片。成型压强的选择是有针对性的，是为了在不产生起层、开裂、密度不均匀等素坯缺陷的前提下，尽可能提高素坯的密度。具体地，在混合造粒的过程可以使用不同的造粒设备或造粒方法，例如使用圆盘造粒机、滚筒造粒机等；或者采取预压大片、阴干、破碎，并经过1-2毫米的筛网等步骤进行手工造粒。通过造粒控制颗粒的大小和形状，实现原料粉体良好的流动性，最终形成具有理想密度的素坯圆片。这样的处理步骤有助于确保在后续的烧结过程中获得高质量的发热元件。

步骤S400、将素坯圆片进行烧结处理得到发热元件。

可以理解的是，通过精确控制烧结过程，实现了素坯圆片向最终发热元件的转化，确保了元件的结构致密性和性能一致性。

将上述方法制备得到的高导热发热元件通过不同合成腔体、高温-高压实验实时测量显示，径向温差的改善效果如下表：

表1高导热发热元件径向温差改善效果对比表

试验条件：

合成压强：5GPa，合成温度：1380℃,测温点高度：15mm，催化剂合金熔体高度：20mm。

从表1可以看出：当催化剂合金熔体高度为20mm时，在晶床上端高度15mm处，根据试验条件不同，采用传统石墨-ZrO₂发热片时，单晶生长容器中心处与容器内壁温差为8–13℃；而采用高导热发热元件时，单晶生长容器中心处与容器内壁温差仅为3-6.5℃。显示通过新型发热片，明显提高了单晶生长容器内等温面的平直性。

需要说明的是，步骤S200包括步骤S210、步骤S220、步骤S230和步骤S240。

步骤S210、将预处理原料中的第一碳化硅粉体和第二碳化硅粉体进行粉体粒度调控处理，将其颗粒大小调整至预设范围得到调整原料。

可以理解的是，针对每种碳化硅粉体，通过控制粉体粒度调控处理的参数，将其颗粒大小调整至预先设定的范围。这一范围的选择是根据高导热发热元件的设计要求和性能标准而确定的，以确保最终的调整原料符合设计规格。

步骤S220、将调整原料与鳞片状石墨通过使用三维混料机进行混合处理得到初步混合体。

可以理解的是，混合的过程可以采用机械搅拌、滚筒混合或其他适当的混合手段，确保各成分均匀分布。

步骤S230、将聚乙烯醇水溶液与乙酸镁水溶液同时加入至初步混合体中，通过润湿初步混合体得到润湿混合体。

可以理解的是，这可以通过搅拌、压制大片-破碎混合，或者其他适当的方式完成，以确保聚乙烯醇水溶液与乙酸镁水溶液能够充分覆盖和润湿初步混合体中的碳化硅粉体和鳞片状石墨。

步骤S240、将润湿混合体，进行造粒，得到第二混合粉体。

可以理解的是，三维混料机是一种常用于混合粉体的设备，其独特的运动轨迹有助于实现更加均匀的混合效果。该设备通常具有高效的混合性能，适用于多组分、颗粒状的原料。三维混料机通过设备内部的旋转、翻腾和摇摆等多维度运动，使得混合体中的各种成分得以充分混合，但同时不改变粉体粒度、亦不改变不同粉体粒度之间相互比例关系的设备，这有助于确保鳞片石墨添加量-发热片电阻之间的固定比例关系。

需要说明的是，步骤S400包括步骤S410、步骤S420、步骤S430和步骤S440。

步骤S410、将素坯圆片进行加热预处理，通过将素坯圆片放置于工业马弗炉中逐步升温至400-450摄氏度，并保持该温度范围内进行脱胶处理，脱胶时间为0.5-1小时。

可以理解的是，这个步骤的目的是去除素坯圆片中的有机成分，使其在后续的高温处理中不会发生胶结或产生气体。

步骤S420、对素坯圆片进行升温烧结处理，通过大气气氛烧结，将炉温升高至最终烧结温度1400-1450摄氏度，并在该温度范围进行保温处理，保温2-3小时。

可以理解的是，烧结过程中使用大气气氛，即在烧结炉中的气氛为大气环境。这明显降低了实际生产成本。但为了保护添加的石墨在大气气氛下不被烧掉，应尽量降低烧结温度，优选烧结温度为1400-1450摄氏度。需要说明的是，高密度碳化硅的烧结很困难。而由于其中又添加了石墨，如果是在大气气氛中烧结，那么素坯中添加的石墨就会与空气反应，生成二氧化碳挥发。但是如果保护气氛烧结、真空烧结或者真空热压烧结又会带来非常高的成本，因此，本专利采用了匣钵装填、匣钵内放置石墨粉保护，素坯上、下紧贴石墨纸保护的方法，实现了普通马弗炉大气气氛烧结，大大降低了制造成本。这一系列的操作旨在通过高温处理使素坯圆片致密烧结，形成具有优良导热性能的发热元件。进一步地，如图1所示，在烧结时采用特定的放置方式，其中：最外层使用匣钵1和匣钵盖2密封，在匣钵1内部铺上一层石墨粉3，在石墨粉3上设置有第一垫烧纸4，在第一垫烧纸4上设置第一石墨纸5，在第一石墨纸5上设置圆环状的石墨环6并将素坯圆片7放置在石墨环6内部，然后在石墨环6上表面依次放置第二石墨纸8和第二垫烧纸9。通过采用匣钵1密封，采用石墨粉3与石墨纸进行埋烧的工艺，避免了原料中石墨的烧蚀，促进了素坯的均匀烧结。

步骤S430、保温结束后停止加热，通过调整炉内温度按照预设温度曲线逐步降低至室温得到烧结成品。

可以理解的是，这一过程是一个冷却阶段，其目的是控制烧结成品的冷却速率，防止快速冷却导致不均匀的结构或其他问题。

步骤S440、将烧结成品分别进行外观检查和电学测试得到发热元件。

可以理解的是，通过这两个操作，可以确认制备的发热元件在外观和电学性能上都满足要求，为最终的产品质量提供了保障。

需要说明的是，步骤S440包括步骤S441、步骤S442、步骤S443和步骤S444。

步骤S441、使用显微镜对烧结成品的表面进行检查，得到外观检查记录。

可以理解的是，本步骤得到的外观检查记录包括各种表面特征的描述、照片或图像的附加信息，以及任何可能对最终产品性能产生影响的发现。这些记录对于确保发热元件的质量和可靠性至关重要，因为微小的表面缺陷或异物可能对元件的性能产生负面影响。

步骤S442、基于预设的外观质量评估标准对外观检查记录进行评估处理，通过将外观曲线的种类和程度映射为数值得到外观评估结果。

可以理解的是，本步骤中预设的外观质量评估标准包括各种外观特征的种类和允许的程度，例如裂纹、气孔、颜色变化等。每一种外观特征被赋予一定的权重或分数，以反映其对总体外观质量的影响程度。通过将这些标准和权重应用到外观检查记录中观察到的情况，可以得到一个数值化的外观评估结果。

步骤S443、基于预设的电学性能标准对烧结成品进行电学检测，通过使用四端子法对烧结成品的电阻和电导率进行量化测量，得到电学测试结果。

可以理解的是，预设的电学性能标准包括对电阻、电导率等关键电学参数的规定，以确保发热元件在实际使用中能够满足特定的电学性能要求。通过使用四端子法，可以消除测试引线电阻的影响，提高测试的准确性。

步骤S444、根据外观评估结果和电学测试结果对烧结成品进行筛选处理得到发热元件。

可以理解的是，通过综合考虑外观评估和电学测试两方面的结果，可以对烧结成品进行筛选处理，选择出符合要求的发热元件。这有助于确保产品在使用时满足高温-高压条件下的实际应用需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种高导热发热元件，其特征在于，所述高导热发热元件由第一黑色碳化硅粉体、第二黑色碳化硅粉体、鳞片状石墨、聚乙烯醇水溶液以及少量高导热烧结助剂制备得到，所述第一黑色碳化硅粉体和所述第二黑色碳化硅粉体的粒径不同，所述第一黑色碳化硅粉体和所述第二黑色碳化硅粉体的粒径比例满足Horsfield填充关系。

2.根据权利要求1所述的高导热发热元件，其特征在于：所述第一黑色碳化硅粉体、所述第二黑色碳化硅粉体、所述鳞片状石墨粒度、所述聚乙烯醇水溶液以及所述烧结助剂的重量比为100：100：(6-20)：(10-20)：(10-12)。

3.根据权利要求1所述的高导热发热元件，其特征在于：所述第一黑色碳化硅粉体的粒度为D50＝5-10微米，所述第二黑色碳化硅粉体的粒度为D50＝15-25微米。

4.根据权利要求3所述的一种高导热发热元件，其特征在于：所述鳞片状石墨的粒度为D50＝10-15微米。

5.根据权利要求1所述的高导热发热元件，其特征在于：所述烧结助剂为饱和乙酸镁水溶液。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的高导热发热元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一黑色碳化硅粉体、第二黑色碳化硅粉体和鳞片状石墨进行混合处理，得到第一混合粉体；

按照碳化硅粉体重质量的5％-10％的比例称取浓度为5％-10％的聚乙烯醇水溶液，并在所述第一混合粉体中同时加入所述聚乙烯醇水溶液和饱和乙酸镁水溶液得到第二混合粉体，其中所述乙酸镁水溶液的添加比例为:按照乙酸镁分解后产生的MgO质量与MgO、石墨、碳化硅三种原料总质量之比为5％；

将所述第二混合体进行搅拌、造粒和压制处理，通过设置成型压强为150-300MPa得到素坯圆片；

将所述素坯圆片进行烧结处理得到发热元件。

7.根据权利要求6所述的一种高导热发热元件的制备方法，其特征在于，按照碳化硅粉体重质量的5％-10％的比例称取浓度为5％-10％的聚乙烯醇水溶液，并在所述第一混合粉体中同时加入所述聚乙烯醇水溶液和饱和乙酸镁水溶液得到第二混合粉体，包括：

将所述预处理原料中的所述第一碳化硅粉体和所述第二碳化硅粉体进行粉体粒度调控处理，将其颗粒大小调整至预设范围得到调整原料；

将所述调整原料与所述鳞片状石墨通过使用三维混料机进行混合处理得到初步混合体；

将所述聚乙烯醇水溶液和乙酸镁水溶液同时加入所述初步混合体中，通过搅拌获得润湿混合体；

将所述润湿混合体，进行造粒，得到第二混合粉体。

8.根据权利要求6所述的一种高导热发热元件的制备方法，其特征在于，将所述素坯圆片进行烧结处理得到发热元件，包括：

将所述素坯圆片进行加热预处理，通过将素坯圆片放置于工业马弗炉中逐步升温至400-450摄氏度，并保持该温度范围内进行脱胶处理，脱胶时间为0.5-1小时；

对所述素坯圆片进行升温烧结处理，通过大气气氛烧结，将炉温升高至最终烧结温度1400-1450摄氏度，并在该温度范围进行保温处理，保温2-3小时；

保温结束后停止加热，通过随炉自然冷却至室温得到烧结成品；

将所述烧结成品分别进行外观检查和电学测试得到发热元件。

9.根据权利要求8所述的一种高导热发热元件的制备方法，其特征在于，将所述烧结成品分别进行外观检查和电学测试得到发热元件，包括：

使用显微镜对所述烧结成品的表面进行检查，得到外观检查记录；

基于预设的外观质量评估标准对所述外观检查记录进行评估处理，通过将外观曲线的种类和程度映射为数值得到外观评估结果；

基于预设的电学性能标准对所述烧结成品进行电学检测，通过使用四端子法对所述烧结成品的电阻和电导率进行量化测量，得到电学测试结果；

根据所述外观评估结果和所述电学测试结果对所述烧结成品进行筛选处理得到发热元件。