CN210299504U

CN210299504U - 一种耐用的陶瓷发热体

Info

Publication number: CN210299504U
Application number: CN201920934389.5U
Authority: CN
Inventors: 陈闻杰; 李国明; 梁云
Original assignee: Guangdong Guoyan New Material Co ltd
Current assignee: Guangdong Guoyan New Material Co ltd
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2029-06-20

Abstract

本实用新型公开了一种耐用的陶瓷发热体，包括陶瓷内芯、至少两层玻璃护层和发热电路；玻璃护层依次重叠印刷包覆在陶瓷内芯的外表面；发热电路印刷设置于其中任意相邻的两层玻璃护层之间，且发热电路设有导电引脚。通过印刷至少两层玻璃护层形成多层次防护层，将空气与水汽严密地隔绝开，有效防止陶瓷内芯受热容易氧化。同时将发热电路印刷设置于相邻的两层玻璃护层之间，既有效地将空气与水汽严密地隔绝开，防止发热电路受热容易氧化；玻璃护层为发热电路提供了一个更具有附着力的印刷面；发热电路印刷烧结完后，再印刷至少一层玻璃护层覆盖，有效地防止发热电路被氧化、磨损，且发热电路脱离或损坏的概率大大降低，增加了陶瓷发热体的使用寿命。

Description

一种耐用的陶瓷发热体

技术领域

本实用新型涉及陶瓷发热体加工技术领域，尤其涉及一种耐用的陶瓷发热体。

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。电子烟是通过雾化器(主要起到汽化功能的是发热体)将烟弹变成蒸汽后供使用者吸食。从电子烟诞生到目前，针对整体的结构优化已进行了三代技术改进，一代电子烟是将雾化器插入到烟弹里面，雾化器极其容易损坏或烧断；升级到二代电子烟，结构改进，将烟弹与雾化器两者之间的安装位置相对于一代的进行了互换，二代是将烟弹插入到雾化器里面，两者相合并，结构与外观都优化了；三代电子在外观与原材料方面具有突显创新，改用一次性的烟弹，虽然更加方便使用且更加卫生，但是，造成资源浪费严重，而且改用新的材料，会降低用户的体验感。

现阶段，不管是几代的电子烟，普遍还是存在升温加热速度慢的问题，尤其是使用一段时间后，以及使用寿命短或者高效生雾的使用效果保持不长。经检验与调查分析总结得出导致该问题的原因主要是：1、雾化器中发热体上的印刷电路由于磨损导致加热导体加热量不足或输出功率下降；2、印刷电路容易从陶瓷芯上脱落或分离；3、含有低导热性的金属氧化物的陶瓷芯受热与水分、空气接触后容易被氧化，结构的改变导致导热性能增强，使得雾化器的热量不集中。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种耐用的陶瓷发热体，把发热电路等功能部件印刷烧结在多层玻璃防护层之间，多层玻璃防护层能够提高陶瓷发热体的抗氧化性能、以及耐磨损性能，从而提高使用寿命。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种耐用的陶瓷发热体，包括陶瓷内芯、至少两层玻璃护层和发热电路；所述玻璃护层依次重叠印刷包覆在所述陶瓷内芯的外表面；所述发热电路印刷设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层之间，且所述发热电路设有导电引脚。

作为优选的，包覆在所述陶瓷内芯外表面的最内层所述玻璃护层，采用隧道炉烧结，烧结温度为700～1300℃。

作为优选的，包覆在所述陶瓷内芯外表面的、除了最内层所述玻璃护层以外的其他所述玻璃护层，均采用空气炉烧结，烧结温度为600～1200℃。

进一步的，所述陶瓷发热体还包括两个电极焊盘，两个所述电极焊盘分别通过两个所述导电引脚与所述发热电路相连；

两个所述电极焊盘分别独立固设于其中一层所述玻璃护层上，且所述电极焊盘均无玻璃护层覆盖以供电极接触连接。

作为优选的，所述陶瓷发热体还包括测温电路，所述测温电路印刷设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层之间；所述测温电路设有两个独立的导电引脚的。

进一步的，所述陶瓷发热体还包括另外两个电极焊盘，该另外两个电极焊盘分别通过所述测温电路上的两个所述导电引脚与所述测温电路相连；该另外两个电极焊盘分别独立固设于其中一层所述玻璃护层上，且该另外两个电极焊盘均无玻璃护层覆盖以供电极接触连接。

作为优选的，所述陶瓷发热体还包括三个电极焊盘和带有一导电引脚的测温电路；且所述测温电路与所述发热电路形成一公共端，所述公共端上也设有一导电引脚；所述测温电路印刷设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层之间；三个所述电极焊盘分别独立固设于其中一层所述玻璃护层上，且该三个电极焊盘均无玻璃护层覆盖以供电极接触连接；其中，所述发热电路上的导电引脚也为一独立的导电引脚；其中一个所述电极焊盘与所述公共端上的导电引脚相连；另外的两个所述电极焊盘分别与所述发热电路上的导电引脚和所述测温电路上的导电引脚相连。作为优选的，所述导电引脚被所述玻璃护层覆盖。

作为优选的，所述陶瓷发热体可采用圆棒尖头状结构；位于所述陶瓷发热体的外圆且位于所述电极焊盘的下端套设有法兰。

作为优选的，所述陶瓷内芯中的主要成分为陶瓷材料，所述陶瓷材料在所述陶瓷内芯中的摩尔比占50％～99％，其余成分为添加稳定剂；所述陶瓷材料包括以下至少其中一种：氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化硅陶瓷或莫来石；所述添加稳定剂包括以下成分中的一种或多种：CaO、MgO、Y₂O₃、CeO₂、Al₂O₃、SiO₂。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过印刷至少两层玻璃护层包覆在陶瓷内芯的外表面，形成多层次防护层，将空气与水汽严密地隔绝开，有效防止陶瓷内芯受热容易氧化。

2、同时将发热电路印刷设置于相邻的两层所述玻璃护层之间，具有两重有益效果，既有效地将空气与水汽严密地隔绝开，防止发热电路受热容易氧化；玻璃护层材质的本身比陶瓷材质更具有可黏合性，即玻璃护层为发热电路提供了一个更具有附着力的印刷面；发热电路印刷烧结完毕烘干后，再印刷至少一层玻璃护层覆盖，从而有效地防止陶瓷内芯或发热电路被氧化、磨损，以及发热电路脱离或损坏的概率大大降低，有效地提高了陶瓷发热体的耐用性，增加了使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型所述陶瓷发热体带有法兰的整体示意图；

图2是实施例1中陶瓷发热体的俯视图；

图3是实施例1中陶瓷发热体的截面示意图；

图4是实施例2中一种优选陶瓷发热体的俯视图；

图5是实施例2中另一种优选陶瓷发热体的俯视图；

图6是实施例2中陶瓷发热体的截面示意图；

图7是实施例3中陶瓷发热体的俯视图；

图中：10陶瓷内芯；20玻璃护层；21最内层玻璃护层；22中间层玻璃护层；23最外层玻璃护层；30发热电路；40测温电路；50电极焊盘；60导电引脚；70法兰。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1～3所示，本实用新型所述的一种耐用的陶瓷发热体，其特征在于，包括陶瓷内芯10、发热电路30和至少两层玻璃护层20。

作为优选的，如图1所示，所述整体可采用圆棒尖头状结构，其他形状结构的陶瓷发热体或陶瓷内芯10，只要采用如本实用新型所述的至少两层玻璃护层20的，均可由本领域技术手段的简单变换所得，均属于本实用新型的保护范围；具体的，所述陶瓷内芯10采用圆棒尖头状结构，进一步优选的，所述圆棒尖头状结构的陶瓷内芯10采用实心结构，或者实心圆棒状的陶瓷内芯在远离尖头的一端开设有盲孔。而其他结构部件则是印刷或装接等方式设置在所述陶瓷内芯10上以形成所述陶瓷发热体。为了使得陶瓷内芯10更耐用，进一步优选的，所述陶瓷内芯10中的主要成分为陶瓷材料，陶瓷材料在所述陶瓷内芯10中的摩尔比占50％～99％，该陶瓷材料包括以下至少其中一种：氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化硅陶瓷或莫来石；其余成分为添加稳定剂，所述添加稳定剂包括以下成分中的一种或多种：CaO、MgO、Y₂O₃、CeO₂、Al₂O₃、SiO₂。将添加稳定剂混合加入陶瓷材料中，使得陶瓷材料的在常温条件下结构更加稳定，例如将添加稳定剂固溶在氧化锆陶瓷材料中，能够使得氧化锆在常温条件下以四方相的结构形式存在，提高了陶瓷材料的稳定性，不容易发生化学反应而变质。同时，使得陶瓷内芯的导热系数降低，使用过程中，电子烟烘烤的产生的热量更加集中且稳定，比现有的相关产品具有节约能耗的优势。

所有所述玻璃护层20依次重叠印刷包覆在所述陶瓷内芯10的外表面。其中，为了解决目前的陶瓷发热体中，发热电路30或测温电路40或电极焊盘50等其他印刷或装接的结构部件容易从陶瓷内芯10表面脱离或损坏的问题，本实用新型作出优选的加工改进，具体的，包覆在所述陶瓷内芯10外表面的最内层玻璃护层21，可采用曲面印刷工艺将玻璃浆料印刷在陶瓷内芯10的外表面；烘干后，可采用隧道炉烧结，烧结温度为700～1300℃，实验中采用如800℃或900℃或1000℃或1200℃等该范围内的烧结温度能够达到效果。由于陶瓷内芯10表面印刷有了最内层玻璃护层21，玻璃护层20除了具有较强的防氧化防磨损作用之外，其本身比陶瓷材料本身更具有可黏合性，即通过玻璃护层20能够提高上述结构部件与陶瓷内芯10之间的附着力，有效地提高了陶瓷发热体的耐用性，能够增加使用寿命。故再印刷烧结往外的玻璃护层20时(本实施例以印刷两层玻璃护层20为例以附图展示，即如图3所示，包括最内层玻璃护层21和最外层玻璃护层23)，为了降低加工制造成本，作为优选的，包覆在所述陶瓷内芯10外表面的、除了最内层所述玻璃护层20以外的其他所述玻璃护层20，印刷工艺如最内层玻璃护层21的印刷工艺，但烧结方式均采用空气炉烧结，以将玻璃浆料一层层密实地印刷烧结形成，烧结温度为600～1200℃，低至600℃的烧结温度即可满足加工所需。

本实施例中的陶瓷发热体主要以适用于电子烟的结构举例，故陶瓷发热体本身体积较细，因此只设置了一组发热电路30，但发热电路30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，均属于本实用新型的保护范围。进一步的，所述发热电路30设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层20之间，且所述发热电路30设有导电引脚60；具体的，发热电路可通过印刷工艺将导体熔浆印刷在其中任意一层的所述玻璃护层20的表面(指朝向陶瓷内芯10外部的一面)；作为优选的，所述发热电路30印刷在所述最内层玻璃护层21的表面，以保证加热速度；其次，发热电路30也可采用空气炉并以600～1200℃进行烧结加工。同时，发热电路30的两端分别各自印刷烧结一导电引脚60，作为优选的，如图2所示，该两个所述导电引脚60对称地设置在陶瓷内芯10同一端(该一端为陶瓷内芯10上远离尖头状的一端)的靠近端面的两侧上。发热电路30印刷烧结形成后，再进行至少一层玻璃护层20印刷烧结，以将印刷有发热电路30、导电引脚60和最内层玻璃护层21的陶瓷内芯10密实包覆；为了防止发热电路30上的所有结构或部件氧化，作为优选的，所述发热电路30中的所有结构或部件除了电极焊盘之外，其他均被玻璃护层20覆盖，包括所述导电引脚60也被所述玻璃护层20覆盖。

结合电子烟的供电机构，为了结构简单，便于陶瓷发热体通电工作，所述陶瓷发热体还包括两个电极焊盘50，两个所述电极焊盘50分别通过两个所述导电引脚60与所述发热电路30相连；进一步具体的，两个所述电极焊盘50分别独立固设于其中一层所述玻璃护层20上，优选的选在最内层玻璃护层21上，且所述电极焊盘50均无玻璃护层20覆盖以供电极接触连接；作为优选的，所述电极焊盘50可通过印刷工艺印刷在与所述发热电路30的同一层中，且可采用空气炉并以600～1200℃进行烧结加工固定；同时，该两个所述电极焊盘50设置在两个所述导电引脚60的对应位置处，即对称地设置在陶瓷内芯10同一端(该一端为陶瓷内芯10上远离尖头状的一端)的靠近端面的两侧上。

优选的，所述发热电路30、测温电路40、电极焊盘50、导电引脚60等金属导电材料，印刷用的浆料包含银、钯、铂、金、钨、钼、钌等至少其中的一种金属材料。

为了完善该陶瓷发热体的功能以适用于电子烟产品，位于所述陶瓷发热体的外圆且位于所述电极焊盘50的下端套设有法兰70，所述法兰70可与所述陶瓷内芯10一体制造成形，或者通过组装的形式装接并固定在一起。

本实施例1中所述的一种耐用的陶瓷发热体工作原理是：

本实施例为一简易的适用于电子烟的陶瓷发热体，该陶瓷发热体先在陶瓷内芯10的外表面印刷烧结形成一层玻璃护层20(即上述的最内层玻璃护层21)，最内层玻璃护层21为发热电路30、导电引脚60、电极焊盘50以及下一层玻璃护层20等印刷或装接的结构部件提供了一个更具有附着力的连接面，使得所述结构部件能够更加牢固地与陶瓷内芯10组合在一起。由于玻璃护层20本身比陶瓷材料本身更具有可黏合性，故通过印刷烧结形成多层玻璃护层20能够深度保证陶瓷发热体的耐用性。其次，玻璃护层20包覆在发热电路30、导电引脚60和陶瓷内芯10的外部，能够严实地隔绝空气、与水分，有效地防止氧化和磨损，有效地提高了陶瓷发热体的耐用性，能够增加使用寿命。

需要说明的是，本实施例1中所述的发热电路30、导电引脚60、电极焊盘50、法兰70、玻璃护层20、陶瓷内芯10等的组成成分或其它结构参见现有技术。

实施例2

如图4～6所示，本实施例2所述的一种耐用的陶瓷发热体，其与实施例1的结构相似，区别之处在于：本实施例2中所述陶瓷发热体还包括测温电路40，所述测温电路40印刷设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层20之间；所述测温电路40设有两个独立的导电引脚60的；所述测温电路40的印刷烧结方法与所述发热电路30的一样，但所述发热电路30与所述测温电路40不相交地设置；优选的，如图6所示，所述发热电路30和所述测温电路40可分别印刷在不同的相邻的两层玻璃护层20之间，例如由内至外依次印刷烧结共有三层玻璃护层20，其中发热电路30印刷在最内层玻璃护层21和中间层玻璃护层22之间，而测温电路40则印刷设置在中间层玻璃护层22与最外层玻璃护层23之间。

具体的，所述陶瓷发热体还包括另外两个电极焊盘50，该另外两个电极焊盘50分别通过所述测温电路40上的两个所述导电引脚60与所述测温电路40相连；该另外两个电极焊盘50分别独立固设于其中一层所述玻璃护层20上，且该另外两个电极焊盘50均无玻璃护层20覆盖以供电极接触连接。进一步作为优选的，如图4或5所示，发热电路30上的两个电极焊盘50以及测温电路40上的另外两个电极焊盘50，四个电极焊盘50可呈十字设置或两两靠近设置，且发热电路30上的两个电极焊盘50为相邻的且位置与发热电路30上导电引脚60对应的其中两个电极焊盘50，而测温电路40上的另外两个电极焊盘50为另外两个相邻的电极焊盘50，该另外两个相邻的电极焊盘50分别与测温电路40上的两个导电引脚60对应，而并非如实施例1中的电极焊盘50对称设置，主要是为了防止短路。需要说明的是，测温电路40的组成部件以及发热电路30的组成部件见现有技术。

本实施例2中所述的一种耐用的陶瓷发热体工作原理是：

本实施例中的陶瓷发热体在实施例1的结构基础上增设了测温电路40，具有测温功能，能够准确控制加热温度；发热电路30与测温电路40不相交地印刷设置，且发热电路30和测温电路40各设置有两个导电引脚60，四个电极焊盘50呈十字设置，发热电路30的两个导电引脚60和测温电路40的两个导电引脚60分别对应连接位置对应的相邻的其中两个电极焊盘50，既保证了不会出现短路现象，使用控制又多功能化。

需要说明的是，本实施例中的所述导电引脚、所述电极焊盘参考现有技术，材质与结构功能均一致，只是对应连接的电路和位置遵从本实施例的说明。

实施例3

如图7所示，本实施例3所述的一种耐用的陶瓷发热体，其与实施例1的结构相似，区别之处在于：本实施例3中所述陶瓷发热体还包括带有一导电引脚60的测温电路40；且所述测温电路40与所述发热电路30形成一公共端，所述公共端设有一另导电引脚60；所述测温电路40印刷设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层20之间，作为优选的，为了便于防止电路断路，所述测温电路40单独的部分与所述发热电路30印刷设置于不同的一层玻璃护层20上，而发热电路与测温电路形成公共端的部分则可印刷设置在与发热电路同一层或与测温电路同一层或独自一层。其中，所述发热电路30上的导电引脚60也为一独立的导电引脚60，即本实施例中的陶瓷发热体包含三个导电引脚60，分别是公共端的一导电引脚60、设置在发热电路30上独立的一导电引脚60、以及设置在测温电路40上独立的一导电引脚60。

对应的，所述陶瓷发热体还包括三个电极焊盘50；该三个电极焊盘50分别独立固设于其中一层所述玻璃护层20上，优选的，三个电极焊盘50可分别印刷烧结固定在与之相连的导电引脚60所在的一层，使得接触连接更良好；且该三个电极焊盘50均无玻璃护层20覆盖以供电极接触连接；其中一个所述电极焊盘50与所述公共端上的导电引脚60相连；另外的两个所述电极焊盘50分别与所述发热电路30上的导电引脚60和所述测温电路40上的导电引脚60相连。

本实施例3中的陶瓷发热体在实施例1的结构基础上增设了测温电路40，具有测温功能，能够准确控制加热温度；与实施例2的结构相比较，两个实施例均设有发热电路30和测温电路40，而本实施例3中，对结构与电路进行优化改造，把发热电路30和测温电路40各自的一端连接形成一公共端，该公共端通过一导电引脚60与其中一个电极焊盘50相连，从而将发热电路30和测温电路40的改造成并联的连接方式，减少了一个导电引脚60和电极焊盘50，保证了输出电压的基础上，结构更优化便捷了。

需要说明的是，本实施例中的所述导电引脚60、所述电极焊盘50参考现有技术，材质与结构功能均一致，只是对应连接的电路和位置遵从本实施例的说明。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种耐用的陶瓷发热体，其特征在于，包括：

陶瓷内芯；

至少两层玻璃护层，所述玻璃护层依次重叠印刷包覆在所述陶瓷内芯的外表面；

发热电路，所述发热电路印刷设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层之间，且所述发热电路设有导电引脚。

2.根据权利要求1所述的陶瓷发热体，其特征在于，包覆在所述陶瓷内芯外表面的最内层所述玻璃护层，采用隧道炉烧结，烧结温度为700～1300℃。

3.根据权利要求1所述的陶瓷发热体，其特征在于：包覆在所述陶瓷内芯外表面的、除了最内层所述玻璃护层以外的其他所述玻璃护层，均采用空气炉烧结，烧结温度为600～1200℃。

4.根据权利要求1所述的陶瓷发热体，其特征在于，所述陶瓷发热体还包括两个电极焊盘，两个所述电极焊盘分别通过两个所述导电引脚与所述发热电路相连；

5.根据权利要求4所述的陶瓷发热体，其特征在于，所述陶瓷发热体还包括测温电路，所述测温电路印刷设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层之间；所述测温电路设有两个独立的导电引脚的。

6.根据权利要求5所述的陶瓷发热体，其特征在于，所述陶瓷发热体还包括另外两个电极焊盘，该另外两个电极焊盘分别通过所述测温电路上的两个所述导电引脚与所述测温电路相连；

该另外两个电极焊盘分别独立固设于其中一层所述玻璃护层上，且该另外两个电极焊盘均无玻璃护层覆盖以供电极接触连接。

7.根据权利要求1所述的陶瓷发热体，其特征在于：所述陶瓷发热体还包括三个电极焊盘和带有一导电引脚的测温电路；

且所述测温电路与所述发热电路形成一公共端，所述公共端上也设有一导电引脚；

所述测温电路印刷设置于其中任意相邻的两层所述玻璃护层之间；

三个所述电极焊盘分别独立固设于其中一层所述玻璃护层上，且该三个电极焊盘均无玻璃护层覆盖以供电极接触连接；

其中，所述发热电路上的导电引脚也为一独立的导电引脚；

其中一个所述电极焊盘与所述公共端上的导电引脚相连；另外的两个所述电极焊盘分别与所述发热电路上的导电引脚和所述测温电路上的导电引脚相连。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的陶瓷发热体，其特征在于，所述导电引脚被所述玻璃护层覆盖。

9.根据权利要求4至7任意一项所述的陶瓷发热体，其特征在于：所述陶瓷发热体可采用圆棒尖头状结构；

位于所述陶瓷发热体的外圆且位于所述电极焊盘的下端套设有法兰。

10.根据权利要求1所述的陶瓷发热体，其特征在于：所述陶瓷内芯中的主要成分为陶瓷材料，所述陶瓷材料在所述陶瓷内芯中的摩尔比占50％～99％，其余成分为添加稳定剂；

所述陶瓷材料包括以下至少其中一种：氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化硅陶瓷或莫来石；

所述添加稳定剂包括以下成分中的一种或多种：CaO、MgO、Y₂O₃、CeO₂、Al₂O₃、SiO₂。