CN1277268A - 一种半导体电热膜的工艺配方及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属电热加工领域,它是以二氧化锡、硼、四氯化钛、氟、镉、四氯化镍为原料,以无水乙醇为主要溶液,进行充分搅拌成饱和溶液,在耐激变的基材上进行700°℃淀渍烧结制作而成的电热膜,所说的饱和溶液其组份含量,重量百分比:四氯化锡47～60,无水乙醇28～48,氢氟酸5～15,硼酸0.1～1,四氯化钛0.1～2,氯化钾1～4,四氯化镍2～8,三氯化锑2～8。本发明的优点是热能转换效率高、无明火,衰减量小,使用寿命长,能适应各种供电形式,制作成本低,安装简单。
Description
本发明属以材料的成分为特征的电热元件。
半导体电热膜技术是一种电加热技术，该技术在工业、农业、军事、家电等领域中凡使用温度在500℃以下的工作条件下可广泛使用，它可采用板状、管状等各种面加热形式。半导体电热膜技术，欧美、日本等国从四十年代就对其进行理论研究，但至今尚未出现较成熟的能真正应用于某一个产品的电热膜元件。国内从八十年代末开始落落续续出现了一批有关电热膜技术的专利和元件，但由于配方的不完善和制作工艺的不科学都存在功率不稳定、衰减量大(30％以上)，工作温度范围小(240℃以内)等问题。所以在应用过程中至今没有一个成熟的产品面市，即使有个别的产品勉强进入市场也是昙花一现，在很短时间内就因质量问题而夭折了。
人们常见的电加热材料都是金属电阻丝，它是采用改变其截面积和绕制长度改变电阻值，从而达到功率要求。金属电阻丝通电工作时功率损失大，通常一致公认的是电阻丝加热工作时，其电能转换成热能的转换率不超过56％，所以电阻丝加热器的功率都很大，费电。金属电阻丝在通电工作时一般有可见光，因此作为电热元件它容易氧化，寿命短，常时间工作功率衰减大，有明火，不安全。因此在许多场所不能使用。另外在许多不允许有静电(电感电流)的环境和产品上不可能采用金属电阻丝作为电热材料。
从八十年代开始应用的半导体PTC电热材料，它克服了许多金属丝材料的不足，但是PTC材料的制作成本高，工作时启动电流大，而且工作温度只能达到最高280℃(PTC居里点温度)，因此在应用上受到极大的限制。
本发明的目的是提供一种热能转换率高、衰减量小、无明火、寿命长、制作成本低的半导体电热膜技术。
本发明的目的是这样实现的：
一种半导体电热膜的工艺配方，其特征在于它是以二氧化锡、硼、四氯化钛、氟、镉、四氯化镍为原料，以无水乙醇为主要溶液，进行充分搅拌成饱和溶液，在耐激变的基材上进行700℃淀渍烧结制作而成的电热膜，所说的饱和溶液其组份含量，重量百分比：
四氯化锡47～60，无水乙醇28～48，氢氟酸5～15，硼酸0.1～1，四氯化钛0.1～2，氯化钾1～4，四氯化镍2～8，三氯化锑2～8。
一种半导体电热膜的加工方法，其特征在于(1)将配制好的溶液，饱和溶液其组份含量，重量百分比：
四氯化锡47～60，无水乙醇28～48，氢氟酸5～15，硼酸0.1～1，四氯化钛0.1～2，氯化钾1～4，四氯化镍2～8，三氯化锑2～8。
该溶液震荡搅拌8小时成为饱和溶液。
(2)选择绝缘强度高，耐高温1000℃以上、耐激变的元件基材进行清洗、烘干。
(3)将基材加温至700℃，用配制好的饱和溶液淀渍在元件所需发热表面，视其表面功率不同而决定溶液淀渍厚度1μm～6μm。
(4)保持元件温度700℃30分钟，然后让其自然冷却。
(5)根据电热元件的用途及使用方法，采用串联、并联或串并结合的方法在膜层电极位置涂上耐高温电极800℃以上，然后进行500～600℃/30分钟的老化处理。
(6)根据该电热元件实际使用的工作温度和工作电压+17％进行对该电热元件的通电老化处理1.5小时。
本发明的优点和积极效果：
本发明产品作为一种新型的电加热材料是一种厚仅数微米的半导体膜层，经加工处理与载体紧密地结合成一体而成为电热元件，它是一种面电热源一旦通电，发热速度快，比普通电热材料快一倍以上；电能转换成热能效率高达到93％以上，比普通电热材料节电35％以上；本发明产品是一种中性热源，无明火，因此很安全；可以适用各种供电形式(交、直流均可)和电压等级(6V～380V)；工作时不存在氧化也不会受到其它各种恶劣气体的影响，因此使用寿命长，一般在普通电热材料的二倍以上；本发明产品工作稳定，衰减量小，一般可控制在5％以内；制作成本低，安装简单，与产品配套适应性强；启动电流小，与正常工作电流基本上持平；总之，本发明产品克服了常用电热材料的缺点，同时也克服了现有电热膜技术不能普及应用的致命弱点，而发扬了它们的共同优点，是一种较理想的容易普及应用的电加热材料。
实施例：
一种半导体电热膜的工艺配方，它是以二氧化锡、硼、四氯化钛、氟、镉、四氯化镍为原料，以无水乙醇为主要溶液，进行充分搅拌成饱和溶液，在耐激变的基材上进行700℃淀渍烧结制作而成的电热膜，所说的饱和溶液其组份含量，重量百分比：四氯化锡47，无水乙醇28，氢氟酸10，硼酸0.2，四氯化钛1.8，氯化钾3，四氯化镍5，三氯化锑5。
一种半导体电热膜的加工方法，(1)将配制好的溶液，饱和溶液其组份含量，重量百分比：
四氯化锡47，无水乙醇28，氢氟酸10，硼酸0.2，四氯化钛1.8，氯化钾3，四氯化镍5，三氯化锑5。
该溶液震荡搅拌8小时成为饱和溶液。
(2)选择绝缘强度高，耐高温1100℃、耐激变的元件基材进行清洗、烘干。
(3)将基材加温至700℃，用配制好的饱和溶液淀渍在元件所需发热表面，视其表面功率不同而决定溶液淀渍厚度2μm。
(4)保持元件温度700℃30分钟，然后让其自然冷却。
(5)根据电热元件的用途及使用方法，采用串联的方法在膜层电极位置涂上耐高温电极900℃，然后进行550℃/30分钟的老化处理。
(6)根据该电热元件实际使用的工作温度和工作电压+17％进行对该电热元件的通电老化处理1.5小时。
Claims (2)
1、一种半导体电热膜的工艺配方，其特征在于它是以二氧化锡、硼、四氯化钛、氟、镉、四氯化镍为原料，以无水乙醇为主要溶液，进行充分搅拌成饱和溶液，在耐激变的基材上进行700℃淀渍烧结制作而成的电热膜，所说的饱和溶液其组份含量，重量百分比：四氯化锡47～60，无水乙醇28～48，氢氟酸5～15，硼酸0.1～1，四氯化钛0.1～2，氯化钾1～4，四氯化镍2～8，三氯化锑2～8。
2、一种半导体电热膜的加工方法，其特征在于(1)将配制好的溶液，饱和溶液其组份含量，重量百分比：四氯化锡47～60，无水乙醇2°～48，氢氟酸5～15，硼酸0.1～1，四氯化钛0.1～2，氯化钾1～4，四氯化镍2～8，三氯化锑2～8；
该溶液震荡搅拌8小时成为饱和溶液；
(2)选择绝缘强度高，耐高温1000℃以上、耐激变的元件基材进行清洗、烘干；
(3)将基材加温至700℃，用配制好的饱和溶液淀渍在元件所需发热表面，视其表面功率不同而决定溶液淀渍厚度1μm～6μm；
(4)保持元件温度700℃30分钟，然后让其自然冷却；
(5)根据电热元件的用途及使用方法，采用串联、并联或串并结合的方法在膜层电极位置涂上耐高温电极800℃以上，然后进行500～600℃/30分钟的老化处理；
(6)根据该电热元件实际使用的工作温度和工作电压+17％进行对该电热元件的通电老化处理1.5小时。
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