RU2785456C1 - Heating element and method for manufacture and application thereof - Google Patents
Heating element and method for manufacture and application thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785456C1 RU2785456C1 RU2021132378A RU2021132378A RU2785456C1 RU 2785456 C1 RU2785456 C1 RU 2785456C1 RU 2021132378 A RU2021132378 A RU 2021132378A RU 2021132378 A RU2021132378 A RU 2021132378A RU 2785456 C1 RU2785456 C1 RU 2785456C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- heating element
- phase
- ball grinding
- aluminum
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 161
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 117
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 49
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 47
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 38
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N Stearic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 19
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N Tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 claims description 16
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 16
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 16
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 13
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 13
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 13
- TWXTWZIUMCFMSG-UHFFFAOYSA-N nitride(3-) Chemical compound [N-3] TWXTWZIUMCFMSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- QXUAMGWCVYZOLV-UHFFFAOYSA-N boride(3-) Chemical compound [B-3] QXUAMGWCVYZOLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims 7
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 abstract description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 24
- 230000003078 antioxidant Effects 0.000 abstract description 11
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 15
- -1 argon-nitrogen Chemical compound 0.000 description 14
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 11
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- TXKRDMUDKYVBLB-UHFFFAOYSA-N methane;titanium Chemical compound C.[Ti] TXKRDMUDKYVBLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 3
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 3
- 230000003064 anti-oxidating Effects 0.000 description 3
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 2
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N Boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- TWHBEKGYWPPYQL-UHFFFAOYSA-N Aluminium carbide Chemical compound [C-4].[C-4].[C-4].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3] TWHBEKGYWPPYQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910034327 TiC Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000000391 smoking Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
[0001] Настоящее изобретение относится к нагревательному элементу и способу его изготовления и применение, в частности, относится к технической области композитных материалов и порошковой металлургии.[0001] The present invention relates to a heating element and a method for its manufacture and application, in particular, relates to the technical field of composite materials and powder metallurgy.
Предпосылки к созданию изобретения Prerequisites for the invention
[0002] Принцип работы низкотемпературных сигарет заключается в следующем: за счет нагрева материала нагревательного элемента при определенных внешних условиях реальной эксплуатации температура быстро повышается до заданного уровня (как правило, до 300-400°C (градусов Цельсия), и далее специальный табак, окружающий нагревательный элемент, подвергается нагреву, создавая при этом у пользователя ощущение курения, аналогичное ощущению при курении традиционных сигарет. Благодаря более низкой температуре генерирования дымообразующего аэрозоля в низкотемпературных сигаретах обеспечивается снижение токсичности по сравнению с традиционными сигаретами, при этом к табаку могут быть добавлены специальные ароматизирующие вещества либо вкус может быть оптимизирован в соответствии с различными предпочтениями пользователей, по этой причине во многих странах приветствуется применение таких сигарет. [0002] The principle of operation of low-temperature cigarettes is as follows: by heating the material of the heating element under certain external conditions of real use, the temperature quickly rises to a predetermined level (usually up to 300-400 ° C (degrees Celsius), and then special tobacco surrounding the heating element is heated to give the user a smoking sensation similar to that of traditional cigarettes.Due to the lower temperature of generating smoke aerosol in low temperature cigarettes, toxicity is reduced compared to traditional cigarettes, while special flavoring agents can be added to tobacco or the taste can be optimized according to different preferences of users, for this reason, the use of such cigarettes is encouraged in many countries.
[0003] В настоящее время способ нагрева, используемый в низкотемпературных сигаретах, представляет собой способ резистивного нагрева, и нагревание в источнике нагрева осуществляется путем пропускания электрического тока через нагревательный резистор. Нагревательным элементом в соответствующем оборудовании, как правило, является металлокерамический нагревательный элемент. Металлокерамический нагревательный элемент обычно изготавливают методом печати, нанося суспензию для нагревательного элемента на керамическую заготовку, формируя определенную цепь и обеспечивая сцепление металла с подложкой путем последующего обжига, затем наносят глазурь и подсоединяют электроды. Несмотря на то, что керамический нагревательный элемент позволяет удовлетворить спрос на продукцию в определенной степени, процесс его изготовления является сложным, стоимость изготовления высокая, и при этом существуют проблемы нестабильного качества изделий. Указанные недостатки в значительно степени сдерживают применение и реализацию на рынке низкотемпературных сигарет. [0003] At present, the heating method used in low-temperature cigarettes is a resistance heating method, and heating in a heating source is performed by passing an electric current through a heating resistor. The heating element in the respective equipment is usually a ceramic-metal heating element. A ceramic-metal heating element is generally produced by printing by applying a heating element slurry to a ceramic workpiece, forming a certain circuit, and allowing the metal to adhere to the substrate by subsequent firing, then glaze is applied and electrodes are connected. Although the ceramic heating element can meet the demand for products to a certain extent, its manufacturing process is complicated, the manufacturing cost is high, and there are problems of unstable product quality. These shortcomings greatly hinder the use and marketing of low-temperature cigarettes.
[0004] Таким образом, существует острая необходимость в разработке новых материалов тепловыделяющих элементов. Требования к характеристикам нагревательного элемента для низкотемпературных сигарет в основном включают: 1) биосовместимость, отсутствие токсичности при низких и высоких уровнях температуры; 2) регулируемое сопротивление; 3) способность выдерживать определенную степень высокой температуры, высокая противоокислительная стойкость и высокая термостабильность с определенной устойчивостью к высоким температурам; 4) способность противостоять коррозии табачной среды, высокая химическая стабильность; 5) хорошая теплопроводность; 6) высокие механические характеристики при комнатной и высокой температуре; 7) превышение срока службы в десятки тысяч раз. Существующие отдельные сплавы или керамический материал едва ли могут соответствовать вышеприведенным требованиям.[0004] Thus, there is an urgent need to develop new fuel element materials. The heating element performance requirements for low temperature cigarettes mainly include: 1) biocompatibility, no toxicity at low and high temperature levels; 2) adjustable resistance; 3) the ability to withstand a certain degree of high temperature, high anti-oxidation resistance and high thermal stability with a certain high temperature resistance; 4) the ability to resist corrosion of the tobacco environment, high chemical stability; 5) good thermal conductivity; 6) high mechanical characteristics at room and high temperature; 7) exceeding the service life by tens of thousands of times. Existing individual alloys or ceramic material can hardly meet the above requirements.
Краткое изложение сущности изобретенияBrief summary of the invention
[0005] Ввиду вышеуказанных проблем в настоящем изобретении предлагается создание нагревательного элемента, способ его изготовления и применение, благодаря чему нагревательный элемент обладал бы стойкостью к окислению, стабильным качеством изготовления, высокой равномерностью нагрева; при этом процесс изготовления является простым, эффективным и экономичным.[0005] In view of the above problems, the present invention proposes to provide a heating element, a method for its manufacture and use, whereby the heating element would have oxidation resistance, stable workmanship, high heating uniformity; while the manufacturing process is simple, efficient and economical.
[0006] Для достижения вышеуказанных целей в соответствии с одним аспектом настоящее изобретение предусматривает создание нагревательного элемента, включающего подложку и покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность подложки; при этом подложка включает твердую фазу и однородную фазу; твердая фаза включает однофазную керамику или многофазную керамику, однородная фаза включает один вид металла или сплав металлов; при этом покрытие предназначено для предотвращения окисления нагревательного элемента.[0006] In order to achieve the above objects, in accordance with one aspect, the present invention provides for providing a heating element comprising a substrate and a coating applied to the outer surface of the substrate; wherein the substrate includes a solid phase and a homogeneous phase; the solid phase includes single-phase ceramics or multi-phase ceramics, the homogeneous phase includes one kind of metal or metal alloy; while the coating is designed to prevent oxidation of the heating element.
[0007] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения один вид металла является хромом или алюминием.[0007] In a particular embodiment of the present invention, one metal is chromium or aluminum.
[0008] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения сплав металлов является сплавом, содержащим хром и (или) алюминий.[0008] In a specific embodiment of the present invention, the metal alloy is an alloy containing chromium and/or aluminum.
[0009] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная массовая доля хрома и (или) алюминия в сплаве составляет 10%-50%.[0009] In a specific embodiment of the present invention, the total mass fraction of chromium and (or) aluminum in the alloy is 10%-50%.
[0010] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения покрытие является композитным покрытием, содержащим хром и (или) алюминий.[0010] In a specific embodiment of the present invention, the coating is a composite coating containing chromium and/or aluminum.
[0011] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения композитное покрытие является композитным нитридным слоем, содержащим хром и (или) алюминий.[0011] In a specific embodiment of the present invention, the composite coating is a composite nitride layer containing chromium and/or aluminum.
[0012] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная атомная доля хрома и (или) алюминия в композитном нитридном слое составляет 50%-100%.[0012] In a specific embodiment of the present invention, the total atomic fraction of chromium and (or) aluminum in the composite nitride layer is 50%-100%.
[0013] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения однофазная керамика включает любую керамику из карбидной керамики, нитридной керамики, боридной керамики и оксидной керамики.[0013] In a particular embodiment of the present invention, the single phase ceramic includes any of carbide ceramic, nitride ceramic, boride ceramic, and oxide ceramic.
[0014] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения однофазная керамика включает однофазную керамику на основе твердых растворов, получаемую с использованием нескольких веществ, включающих карбиды, нитриды, бориды и оксиды. [0014] In a specific embodiment of the present invention, the single-phase ceramic includes a single-phase solid solution ceramic made using several materials, including carbides, nitrides, borides, and oxides.
[0015] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения многофазная керамика включает несколько однофазных керамик.[0015] In a specific embodiment of the present invention, the multi-phase ceramic includes multiple single-phase ceramics.
[0016] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения толщина покрытия составляет от 0,5 до 1,5 микрон.[0016] In a specific embodiment of the present invention, the thickness of the coating is from 0.5 to 1.5 microns.
[0017] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент обладает электрическим удельным сопротивлением от 0,001 до 0,05 Ом·см.[0017] In a specific embodiment of the present invention, the heating element has an electrical resistivity of 0.001 to 0.05 ohm.cm.
[0018] В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение предусматривает создание способа изготовления вышеуказанного нагревательного элемента, включающего следующие этапы:[0018] In accordance with another aspect, the present invention provides a method for manufacturing the above heating element, including the following steps:
[0019] (1) получение однофазного или многофазного керамического порошка и порошка одного вида металла или сплава металлов;[0019] (1) obtaining single-phase or multi-phase ceramic powder and powder of one kind of metal or metal alloy;
[0020] (2) получение порошкообразной смеси методом шарового помола однофазного или многофазного керамического порошка, порошка одного вида металла или сплава металлов и порошковой добавки;[0020] (2) obtaining a powder mixture by ball grinding of single-phase or multi-phase ceramic powder, powder of one kind of metal or metal alloy and powder additive;
[0021] (3) получение гранулированного порошка путем высушивания порошкообразной смеси;[0021] (3) obtaining a granular powder by drying the powder mixture;
[0022] (4) получение подложки путем формования под давлением и спеканием гранулированного порошка;[0022] (4) obtaining a substrate by injection molding and sintering a granular powder;
[0023] (5) получение нагревательного элемента путем нанесения покрытия на поверхность подложки.[0023] (5) obtaining a heating element by coating the surface of the substrate.
[0024] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент шлифуют и полируют на шлифовальном станке для повышения качества поверхности нагревательного элемента.[0024] In a specific embodiment of the present invention, the heating element is ground and polished on a grinder to improve the surface quality of the heating element.
[0025] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения при получении легированного порошка несколько металлических элементарных порошков, содержащих хром и (или) алюминий, помещают в первый резервуар для шарового помола в соответствии с определенным массовым соотношением и после герметизации в резервуар подают аргон и далее происходит механическое легирование в первом резервуаре для шарового помола;[0025] In a specific embodiment of the present invention, when producing an alloyed powder, several metal elemental powders containing chromium and (or) aluminum are placed in the first tank for ball grinding in accordance with a certain mass ratio, and after sealing, argon is supplied to the tank and then mechanical doping in the first tank for ball grinding;
[0026] при этом, соотношение шаров и материала в первом резервуаре для шарового помола составляет 15:1-25:1, скорость вращения составляет 300-500 оборотов в минуту и продолжительность шарового помола составляет 48-96 часов.[0026] meanwhile, the ball to material ratio in the first ball grinding tank is 15:1-25:1, the rotation speed is 300-500 rpm, and the ball grinding time is 48-96 hours.
[0027] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения после завершения механического легирования в первый резервуар для шарового помола добавляет стеариновую кислоту для продолжения шарового помола, и продолжительность шарового помола составляет от 0,5 до 4 часов.[0027] In a specific embodiment of the present invention, after mechanical alloying is completed, stearic acid is added to the first ball grinding tank to continue ball grinding, and the ball grinding time is from 0.5 to 4 hours.
[0028] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная массовая доля элементарного порошка хрома и (или) алюминия составляет 10%-50%.[0028] In a specific embodiment of the present invention, the total mass fraction of elemental powder of chromium and (or) aluminum is 10%-50%.
[0029] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения однофазный или многофазный керамический порошок, порошок одного вида металла или сплава металлов и порошковую добавку добавляют во второй резервуар для шарового помола, и шаровой помол во втором резервуаре для шарового помола выполняют после добавления абсолютного этилового спирта;[0029] In a specific embodiment of the present invention, single-phase or multi-phase ceramic powder, single metal or metal alloy powder, and powder additive are added to the second ball grinding tank, and ball grinding in the second ball grinding tank is performed after adding absolute ethyl alcohol;
[0030] при этом, соотношение шаров и материала во втором резервуаре для шарового помола составляет 5:1-10:1, скорость вращения составляет 120-350 оборотов в минуту и продолжительность шарового помола составляет 24-96 часов.[0030] meanwhile, the ratio of balls to material in the second ball grinding tank is 5:1-10:1, the rotation speed is 120-350 rpm, and the ball grinding time is 24-96 hours.
[0031] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения массовая доля каждого компонента в материале второго резервуара для шарового помола составляет соответственно: 42,00%-68,00% однофазного или многофазного керамического порошка, 12,00%-30,00% порошка одного вида металла или сплава металлов и 16,5%-46% порошковой добавки.[0031] In a specific embodiment of the present invention, the mass fraction of each component in the material of the second ball grinding tank is respectively: 42.00% - 68.00% of single-phase or multi-phase ceramic powder, 12.00% - 30.00% of one kind of powder metal or metal alloy and 16.5%-46% powder additive.
[0032] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения порошкообразную смесь подвергают вакуумной сушке при температуре 75-90 ℃.[0032] In a specific embodiment of the present invention, the powder mixture is subjected to vacuum drying at a temperature of 75-90 ℃.
[0033] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения при формовании под давлением давление прессования составляет 200-400 МПа и продолжительность поддержания давления составляет 0,5-2 минуты.[0033] In a specific embodiment of the present invention, in injection molding, the pressing pressure is 200-400 MPa and the pressure holding time is 0.5-2 minutes.
[0034] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения формованную заготовку после формования под давлением спекают при степени вакуумирования, превышающей 1*10-1 Па, температура спекания составляет от 1220 до 1450 ℃ и продолжительность поддержания температуры составляет 15-60 минут.[0034] In a specific embodiment of the present invention, the injection molded body is sintered at a vacuum degree exceeding 1*10 -1 Pa, the sintering temperature is 1220 to 1450℃, and the temperature holding time is 15 to 60 minutes.
[0035] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения на поверхность подложки наносят покрытие с использованием установки магнетронного распыления с несколькими мишенями;[0035] In a specific embodiment of the present invention, the surface of the substrate is coated using a multi-target magnetron sputtering unit;
[0036] При этом материал-мишень установки магнетронного распыления с несколькими мишенями является сплавом, содержащим хром и (или) алюминий, степень вакуумирования превышает 3*10-3 Па, распыление материала мишени обеспечивается с помощью катода постоянного тока, мощность распыления составляет 80-120 Ватт, продолжительность распыления составляет от 1 до 2 часов, температура распыления составляет 280-320 ℃ и распыление для нанесения покрытия осуществляется в смеси аргона и азота.[0036] At the same time, the target material of the magnetron sputtering installation with several targets is an alloy containing chromium and (or) aluminum, the vacuum degree exceeds 3 * 10 -3 Pa, the target material is sputtered using a DC cathode, the sputtering power is 80- 120 watts, spraying time is 1 to 2 hours, spraying temperature is 280-320℃, and coating spraying is carried out in argon-nitrogen mixture.
[0037] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная атомная доля хрома и (или) алюминия в материале-мишени составляет 50%-100%.[0037] In a specific embodiment of the present invention, the total atomic fraction of chromium and (or) aluminum in the target material is 50%-100%.
[0038] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения порошковая добавка включает порошок карбида вольфрама, порошок молибдена и порошок графита.[0038] In a specific embodiment of the present invention, the powder additive includes tungsten carbide powder, molybdenum powder, and graphite powder.
[0039] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предлагается применение вышеуказанного нагревательного элемента и способ изготовления вышеуказанного нагревательного элемента в нагревателе нового вида табачного изделия. [0039] In accordance with another aspect, the present invention provides the use of the above heating element and a method of manufacturing the above heating element in a heater of a new type of tobacco product.
[0040] Настоящее изобретение обладает приведенными ниже преимуществами ввиду вышеизложенных технических решений: [0040] The present invention has the following advantages in view of the above technical solutions:
[0041] 1. Нагревательный элемент настоящего изобретения включает подложку и покрытие с целью предотвращения окисления подложки. Твердая фаза подложки включает однофазную или многофазную керамику. Однородная фаза включает один вид металла или сплав металлов, обладающих высокой противоокислительной стойкостью, стабильным качеством и высокой равномерностью нагрева, в результате чего обеспечивается соответствие требованиям к нагреву новых табачных изделий. [0041] 1. The heating element of the present invention includes a substrate and a coating to prevent oxidation of the substrate. The solid phase of the substrate includes single-phase or multi-phase ceramics. The homogenous phase includes one kind of metal or metal alloy, which has high oxidation resistance, stable quality and high heating uniformity, thereby meeting the heating requirements of new tobacco products.
[0042] 2. Твердая фаза настоящего изобретения включает однофазную или многофазную керамику, обладающую высокой прочностью, высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью и термостабильностью. [0042] 2. The solid phase of the present invention includes a single-phase or multi-phase ceramic having high strength, high corrosion resistance, wear resistance and thermal stability.
[0043] 3. Однородная фаза настоящего изобретения включает один вид металла или сплав металлов, обладающих высокой пластичностью и хорошей обрабатываемостью. [0043] 3. The homogeneous phase of the present invention includes one kind of metal or metal alloy having high ductility and good machinability.
[0044] 4. Настоящее изобретение предусматривает создание композитного нитридного слоя, что позволяет повысить антиокислительную устойчивость и стабильность покрытия. [0044] 4. The present invention provides for the creation of a composite nitride layer, which can improve the antioxidant resistance and stability of the coating.
[0045] 5. Однородная фаза настоящего изобретения включает один вид металла - хром или алюминий - или сплав, содержащий хром и (или) алюминий, и покрытие является композитным покрытием, содержащим хром или алюминий, в результате чего повышается прочность сцепления покрытия с подложкой. [0045] 5. The homogeneous phase of the present invention includes one kind of metal - chromium or aluminum - or an alloy containing chromium and / or aluminum, and the coating is a composite coating containing chromium or aluminum, thereby increasing the adhesion strength of the coating to the substrate.
[0046] 6. Способ изготовления нагревательного элемента настоящего изобретения является простым, эффективным и экономичным. [0046] 6. The manufacturing method of the heating element of the present invention is simple, efficient and economical.
[0047] 7. Настоящее изобретение позволяет получить сплав стабильного качества путем механического легирования и повышения механических, физических и химических свойств сплава. [0047] 7. The present invention makes it possible to obtain an alloy of stable quality by mechanical alloying and improving the mechanical, physical and chemical properties of the alloy.
[0048] 8. В настоящем изобретении используется установка магнетронного распыления с несколькими мишенями для нанесения защитного слоя на поверхность, в результате чего обеспечивается повышение однородности покрытия. [0048] 8. The present invention uses a multi-target magnetron sputtering machine to deposit a protective layer on a surface, resulting in improved coating uniformity.
[0049] 9. Порошковая добавка настоящего изобретения включает порошок карбида вольфрама, порошок молибдена и порошок графита, способствующие измельчению, повышению прочности и плотности зерен. [0049] 9. The powder additive of the present invention includes tungsten carbide powder, molybdenum powder, and graphite powder, which promote grinding, strength, and grain density.
[0050] 10. Настоящее изобретение характеризуется простотой конструкции, удобством в пользовании и широкими перспективами на рынке.[0050] 10. The present invention is characterized by simple structure, convenient use, and broad market prospects.
[0051] Другие особенности и преимущества настоящего изобретения изложены в приведенном ниже описании, и их часть становится очевидной из описания либо понятна путем осуществления настоящего изобретения. Цели и иные преимущества настоящего изобретения могут быть достигнуты и реализованы на основе устройств, в частности, приведенных в описании изобретения, формуле изобретения и прилагаемых рисунках.[0051] Other features and advantages of the present invention are set forth in the description below, and some of them become apparent from the description or understood by the implementation of the present invention. The objects and other advantages of the present invention can be achieved and realized on the basis of devices, in particular, given in the description of the invention, the claims and the accompanying drawings.
Описание вариантов осуществления настоящего изобретенияDescription of Embodiments of the Present Invention
[0052] Осуществление настоящего изобретения подробно описывается ниже со ссылкой на прилагаемые рисунки и варианты осуществления настоящего изобретения с целью более полного понимания настоящего изобретения, каким образом технические средства применимы для решения технических проблем и достижения технических эффектов и их соответствующего внедрения. Следует отметить, что, если в настоящем изобретении отсутствуют противоречия, варианты осуществления настоящего изобретения и признаки в вариантах осуществления могут сочетаться друг с другом, и разработанные технические решения находятся в пределах объема правовой защиты настоящего изобретения.[0052] The implementation of the present invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings and embodiments of the present invention in order to more fully understand the present invention, how technical means are applicable to solve technical problems and achieve technical effects and their respective implementation. It should be noted that, if there is no conflict in the present invention, the embodiments of the present invention and the features in the embodiments may be combined with each other, and the developed technical solutions are within the scope of the present invention.
[0053] В соответствии с одним аспектом нагревательный элемент, предлагаемый настоящим изобретением, может включать подложку и покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность подложки. При этом подложка может включать твердую фазу и однородную фазу, и твердая фаза может включать однофазную или многофазную керамику, обладающую высокой прочностью, высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью и термостабильностью. Однородная фаза может включать один вид металла или сплав металлов с хорошей пластичностью и обрабатываемостью. Покрытие может быть использовано с целью предотвращения окисления нагревательного элемента. Нагревательный элемент настоящего изобретения обладает высокой противоокислительной стойкостью, стабильным качеством и высокой равномерностью нагрева, в результате чего обеспечивается соответствие требованиям к нагреву новых табачных изделий.[0053] In accordance with one aspect, the heating element proposed by the present invention may include a substrate and a coating applied to the outer surface of the substrate. Meanwhile, the substrate may include a solid phase and a homogeneous phase, and the solid phase may include a single-phase or multi-phase ceramic having high strength, high corrosion resistance, wear resistance and thermal stability. The homogeneous phase may include a single metal or metal alloy with good ductility and machinability. The coating can be used to prevent oxidation of the heating element. The heating element of the present invention has high oxidation resistance, stable quality, and high heating uniformity, thereby meeting the heating requirements of new tobacco products.
[0054] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения один вид металла является хромом.[0054] In a preferred embodiment of the present invention, one metal is chromium.
[0055] В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения один вид металла является алюминием.[0055] In another preferred embodiment of the present invention, one metal is aluminum.
[0056] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения сплав металлов является сплавом, содержащим хром и (или) алюминий, в результате чего повышается теплопроводность, износостойкость, коррозионная стойкость и противоокислительная стойкость, придающие подложке высокие механические, физические и химические свойства.[0056] In a specific embodiment of the present invention, the metal alloy is an alloy containing chromium and/or aluminum, resulting in improved thermal conductivity, wear resistance, corrosion resistance and antioxidant resistance, giving the substrate high mechanical, physical and chemical properties.
[0057] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная массовая доля хрома и (или) алюминия в сплаве составляет 10%-50%, в результате чего обеспечивается дальнейшее повышение теплопроводности, коррозионной стойкости и противоокислительной стойкости.[0057] In a specific embodiment of the present invention, the total mass fraction of chromium and/or aluminum in the alloy is 10%-50%, resulting in a further increase in thermal conductivity, corrosion resistance and antioxidant resistance.
[0058] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения покрытие является композитным покрытием, содержащим хром и (или) алюминий, с высокой противоокислительной стойкостью и стабильностью. При этом поскольку однородная фаза включает один вид металла хрома или алюминия, или сплав, содержащий хром и (или) алюминий и покрытие является композитным покрытием, содержащим хром и (или) алюминий, обеспечивается повышение прочности сцепления покрытия с подложкой.[0058] In a specific embodiment of the present invention, the coating is a composite coating containing chromium and/or aluminum with high antioxidant resistance and stability. At the same time, since the homogeneous phase includes one type of chromium or aluminum metal, or an alloy containing chromium and (or) aluminum and the coating is a composite coating containing chromium and (or) aluminum, an increase in the adhesion strength of the coating to the substrate is provided.
[0060] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композитное покрытие является композитным нитридным слоем, содержащим хром и (или) алюминий, в результате чего обеспечивается повышение противоокислительной стойкости и стабильности.[0060] In a preferred embodiment of the present invention, the composite coating is a composite nitride layer containing chromium and/or aluminum, resulting in increased antioxidant resistance and stability.
[0061] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная атомная доля хрома и (или) алюминия в композитном нитридном слое составляет 50%-100%.[0061] In a specific embodiment of the present invention, the total atomic fraction of chromium and (or) aluminum in the composite nitride layer is 50%-100%.
[0082] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения однофазная керамика включает одну из следующих видов керамики: карбидную керамику, нитридную керамику, боридную керамику и оксидную керамику.[0082] In a specific embodiment of the present invention, the single-phase ceramic includes one of the following types of ceramic: carbide ceramic, nitride ceramic, boride ceramic, and oxide ceramic.
[0062] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения однофазная керамика включает однофазную керамику на основе твердых растворов, получаемую с использованием нескольких веществ, включающих карбиды, нитриды, бориды и оксиды.[0062] In a particular embodiment of the present invention, the single-phase ceramic includes a single-phase solid solution ceramic made using several materials, including carbides, nitrides, borides, and oxides.
[0063] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения многофазная керамика включает несколько однофазных керамик.[0063] In a specific embodiment of the present invention, the multi-phase ceramic includes multiple single-phase ceramics.
[0064] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения толщина покрытия составляет 0,5-1,5 микрон.[0064] In a specific embodiment of the present invention, the thickness of the coating is 0.5-1.5 microns.
[0065] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения удельное сопротивление нагревательного элемента составляет 0,001-0,05 Ом·см.[0065] In a specific embodiment of the present invention, the resistivity of the heating element is 0.001-0.05 ohm.cm.
[0066] В соответствии с другим аспектом на основе вышеуказанного нагревательного элемента настоящим изобретением предлагается способ изготовления нагревательного элемента, включающий следующие этапы:[0066] In accordance with another aspect, based on the above heating element, the present invention provides a method for manufacturing a heating element, including the following steps:
[0067] (1) получение однофазного или многофазного керамического порошка и порошка одного вида металла или сплава металлов;[0067] (1) obtaining single-phase or multi-phase ceramic powder and powder of one kind of metal or metal alloy;
[0068] (2) получение порошкообразной смеси методом шарового помола однофазного или многофазного керамического порошка, порошка одного вида металла или сплава металлов и порошковой добавки;[0068] (2) obtaining a powder mixture by ball grinding of single-phase or multi-phase ceramic powder, powder of one kind of metal or metal alloy and powder additive;
[0069] (3) получение гранулированного порошка путем высушивания порошкообразной смеси;[0069] (3) obtaining a granular powder by drying the powder mixture;
[0070] (4) получение подложки путем формования под давлением и спекания гранулированного порошка;[0070] (4) obtaining a substrate by injection molding and sintering a granular powder;
[0071] (5) получение нагревательного элемента путем нанесения покрытия на поверхность подложки.[0071] (5) obtaining a heating element by coating the surface of the substrate.
[0072] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения шлифовка и полировка нагревательного элемента на шлифовальном станке позволяют повысить качество поверхности нагревательного элемента.[0072] In a specific embodiment of the present invention, grinding and polishing the heating element on a grinding machine improves the surface quality of the heating element.
[0073] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения в процессе получения легированного порошка различные металлические элементарные порошки, включающие, по меньшей мере, хром или алюминий, добавляют в первый резервуар для шарового помола в соответствии с определенным массовым соотношением, и после герметизации в резервуар подают аргон. Механическое легирование проводят в резервуаре для шарового помола. Механическое легирование представляет собой процесс, при котором высокомощные измельчители или шаровые мельницы могут использоваться для достижения твердофазного легирования. Процесс является простым, эффективным и экономичным. При этом механическое легирование позволяет достичь стабильности качества сплава и повысить его механические, физические и химические свойства. При этом соотношение шаров и материала в первом резервуаре для шарового помола составляет 15:1-25:1, скорость вращения составляет 300-500 оборотов в минуту и продолжительность шарового помола составляет 48-96 часов, в результате чего обеспечивается повышение качества шарового помола.[0073] In a specific embodiment of the present invention, in the alloy powder production process, various metal elemental powders including at least chromium or aluminum are added to the first ball grinding tank in accordance with a certain mass ratio, and after sealing, argon is supplied to the tank . Mechanical alloying is carried out in a tank for ball grinding. Mechanical alloying is a process where high power grinders or ball mills can be used to achieve solid phase alloying. The process is simple, efficient and economical. At the same time, mechanical alloying makes it possible to achieve stability in the quality of the alloy and improve its mechanical, physical, and chemical properties. At the same time, the ratio of balls and material in the first tank for ball grinding is 15:1-25:1, the rotation speed is 300-500 rpm and the duration of ball grinding is 48-96 hours, resulting in an increase in the quality of ball grinding.
[0074] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения после завершения механического легирования в первый резервуар для шарового помола добавляют стеариновую кислоту для продолжения шарового помола, и продолжительность шарового помола составляет от 0,5 до 4 часов, в результате чего обеспечивается измельчение зерен и повышение их текучести. Степень диспергирования частиц порошка является высокой.[0074] In a specific embodiment of the present invention, after completion of mechanical alloying, stearic acid is added to the first ball grinding tank to continue ball grinding, and the ball grinding time is from 0.5 to 4 hours, resulting in grinding grains and increasing their fluidity. . The degree of dispersion of the powder particles is high.
[0075] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная массовая доля хрома и (или) алюминия в элементарном порошке составляет 10%-50%, в результате чего обеспечивается дальнейшее повышение теплопроводности, коррозионной стойкости и противоокислительной стойкости.[0075] In a specific embodiment of the present invention, the total mass fraction of chromium and (or) aluminum in the elemental powder is 10%-50%, resulting in a further increase in thermal conductivity, corrosion resistance and antioxidant resistance.
[0076] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения порошок однофазной или многофазной керамики, порошок одного вида металла или сплава металлов и порошковую добавку помещают во второй резервуар для шарового помола, и после добавления абсолютного этилового спирта шаровой помол выполняют во втором резервуаре для шарового помола, в результате чего обеспечивается повышение эффекта перемешивания и качества шарового помола. При этом соотношение шаров и материала во втором резервуаре для шарового помола составляет 5:1-10:1, скорость вращения составляет 120-350 оборотов в минуту и продолжительность шарового помола составляет 24-96 часов, в результате чего обеспечивается повышение качества шарового помола.[0076] In a specific embodiment of the present invention, the single-phase or multi-phase ceramic powder, single metal or metal alloy powder, and powder additive are placed in the second ball grinding tank, and after adding absolute ethanol, ball grinding is performed in the second ball grinding tank, in resulting in an increase in the mixing effect and the quality of ball grinding. At the same time, the ratio of balls and material in the second tank for ball grinding is 5:1-10:1, the rotation speed is 120-350 rpm and the duration of ball grinding is 24-96 hours, resulting in improved quality of ball grinding.
[0077] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения массовая доля каждого компонента в материале второго резервуара для шарового помола составляет соответственно: 42,00%-68,00% однофазного или многофазного керамического порошка, 12,00%-30,00% порошка одного вида металла или сплава металлов и 16,5%-46% порошковой добавки.[0077] In a specific embodiment of the present invention, the mass fraction of each component in the material of the second ball grinding tank is respectively: 42.00% - 68.00% of single-phase or multi-phase ceramic powder, 12.00% - 30.00% of one kind of powder metal or metal alloy and 16.5%-46% powder additive.
[0078] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения порошкообразную смесь подвергают вакуумной сушке при температуре 75-90 ℃, в результате чего достигается высокая скорость сушки и хороший эффект высушивания.[0078] In the specific embodiment of the present invention, the powder mixture is subjected to vacuum drying at a temperature of 75-90℃, resulting in a high drying speed and a good drying effect.
[0079] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения давление уплотнения при формовании под давлением составляет 200-400 МПа, и время поддержания давления составляет 0,5-2 минуты.[0079] In a specific embodiment of the present invention, the compression pressure during injection molding is 200-400 MPa, and the pressure maintenance time is 0.5-2 minutes.
[0080] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения формованную заготовку после формования под давлением спекают при степени вакуумирования, превышающей 1*10-1 Па, температура спекания составляет от 1220 до 1450 ℃ и продолжительность поддержания температуры составляет 15-60 минут, в результате чего обеспечивается повышение плотности подложки и ее комплексных механических свойств.[0080] In the specific embodiment of the present invention, the injection molded body is sintered at a vacuum degree exceeding 1*10 -1 Pa, the sintering temperature is 1220 to 1450℃, and the temperature maintenance time is 15 to 60 minutes, whereby increasing the density of the substrate and its complex mechanical properties.
[0081] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения после очистки и сушки подложки нанесение покрытия на ее поверхность выполняют на установке магнетронного распыления с несколькими мишенями, в результате чего обеспечивается повышение однородности покрытия. При этом материал-мишень установки магнетронного распыления с несколькими мишенями является сплавом, содержащим хром и (или) алюминий, степень вакуумирования превышает 3*10-3 Па, распыление материала мишени обеспечивается с помощью катода постоянного тока, мощность распыления составляет 80-120 ватт, время распыления составляет от 1 до 2 часов и температура распыления составляет 280-320 ℃, при этом распыление для нанесения покрытия осуществляют в атмосфере аргона и азота, в результате чего предотвращается окисление покрытия и обеспечивается повышение противоокислительной стойкости покрытия.[0081] In a specific embodiment of the present invention, after the substrate has been cleaned and dried, the coating of the substrate surface is carried out in a multi-target magnetron sputtering facility, resulting in improved coating uniformity. At the same time, the target material of the magnetron sputtering installation with several targets is an alloy containing chromium and (or) aluminum, the vacuum degree exceeds 3 * 10 -3 Pa, the target material is sputtered using a DC cathode, the sputtering power is 80-120 watts, the spraying time is 1 to 2 hours and the spraying temperature is 280-320℃, while spraying for coating is carried out in an atmosphere of argon and nitrogen, thereby preventing oxidation of the coating and improving the anti-oxidation resistance of the coating.
[0082] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения степень чистоты смеси газов составляет не менее 99,999%, в результате чего обеспечивается дальнейшее повышение противоокислительной стойкости покрытия.[0082] In a specific embodiment of the present invention, the purity of the gas mixture is at least 99.999%, resulting in a further increase in the antioxidant resistance of the coating.
[0083] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения соотношение аргона к азоту в потоке составляет 1:1, что обеспечивает высокую стабильность.[0083] In a specific embodiment of the present invention, the ratio of argon to nitrogen in the stream is 1:1, which provides high stability.
[0084] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная атомная доля хрома и (или) алюминия в материале-мишени составляет 50%-100%.[0084] In a preferred embodiment of the present invention, the total atomic fraction of chromium and (or) aluminum in the target material is 50%-100%.
[0085] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения покрытие является композитным покрытием, содержащим хром и (или) алюминий, обладающими высокой противоокислительной стойкостью и стабильностью, в результате чего обеспечивается повышение прочность сцепления покрытия.[0085] In a specific embodiment of the present invention, the coating is a composite coating containing chromium and/or aluminum, which has high antioxidant resistance and stability, resulting in improved adhesive strength of the coating.
[0086] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композитное покрытие является композитным нитридным слоем, содержащим хром и (или) алюминий, в результате чего обеспечивается повышение противоокислительной стойкости и стабильности.[0086] In a preferred embodiment of the present invention, the composite coating is a composite nitride layer containing chromium and/or aluminum, resulting in increased antioxidant resistance and stability.
[0087] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения суммарная атомная доля хрома и (или) алюминия в композитном нитридном слое составляет 50%-100%, в результате чего обеспечивается дальнейшее повышение антиокислительной устойчивости и стабильности покрытия.[0087] In a specific embodiment of the present invention, the total atomic fraction of chromium and (or) aluminum in the composite nitride layer is 50%-100%, resulting in a further increase in the antioxidant resistance and stability of the coating.
[0088] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения порошковая добавка включает порошок карбида вольфрама, порошок молибдена и порошок графита, в значительной степени способствующие упрочнению, уплотнению и измельчению кристаллических зерен.[0088] In a specific embodiment of the present invention, the powder additive includes tungsten carbide powder, molybdenum powder, and graphite powder, which greatly contribute to hardening, compaction, and refinement of crystal grains.
[0089] Способ изготовления нагревательного элемента настоящего изобретения прост, эффективен и экономичен. Изготовленный нагревательный элемент обладает высокой противоокислительной стойкостью, при этом качество изделия является более стабильным и генерирование тепла более равномерными.[0089] The method for manufacturing the heating element of the present invention is simple, efficient and economical. The produced heating element has high anti-oxidation resistance, while the quality of the product is more stable and the heat generation is more uniform.
[0090] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предлагается применение вышеуказанного нагревательного элемента в соответствии с настоящим изобретением и вышеуказанный способ для изготовления нагревательного элемента в соответствии с настоящим изобретением при изготовлении нового типа нагревательного элемента для табачных изделий.[0090] According to another aspect, the present invention provides the use of the above heating element according to the present invention and the above method for manufacturing the heating element according to the present invention in the manufacture of a new type of heating element for tobacco products.
[0091] В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент применяют для нагрева низкотемпературных сигарет.[0091] In a specific embodiment of the present invention, a heating element is used to heat low temperature cigarettes.
[0092] Ниже приведено описание конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения.[0092] The following is a description of specific embodiments of the present invention.
[0093] Первый вариант осуществления настоящего изобретения[0093] First Embodiment of the Present Invention
[0094] В данном варианте осуществления настоящего изобретения способ изготовления нагревательного элемента может включать следующие этапы:[0094] In this embodiment of the present invention, a method for manufacturing a heating element may include the following steps:
[0095] (1) добавление элементарных порошков Ni (никеля) и Cr (хрома) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола при соотношении массовой доли 1:1, подачу Ar (аргона) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола для проведения механического легирования. При этом соотношение шаров и материала в первом резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 15:1, скорость вращения составляет 300 об/мин (оборотов в минуту) и продолжительность помола составляет 48 ч (часов); добавление 2% SA (стеариновой кислоты) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола после завершения помола и продолжение помола в течение 0,5 часов, извлечение механически легированного NiCr (никель-хромового) порошка после завершения помола.[0095] (1) adding Ni (nickel) and Cr (chromium) elemental powders to the first high energy ball grinding tank at a mass fraction ratio of 1:1, supplying Ar (argon) to the first high energy ball grinding tank to perform mechanical alloying. Meanwhile, the ratio of balls to material in the first tank for high energy ball grinding is 15:1, the rotation speed is 300 rpm (rpm) and the grinding time is 48 hours (hours); adding 2% SA (stearic acid) to the first tank for high-energy ball grinding after grinding is completed and grinding for 0.5 hours, extracting mechanically alloyed NiCr (nickel chromium) powder after grinding is completed.
[0096] (2) добавление твердорастворного порошка Ti (C, N) (карбонитрида титана), порошка из никель-хромового сплава, порошка WC (карбида вольфрама), порошка Mo (молибдена) и порошка C (графита) во второй резервуар для высокоэнергетического шарового помола, добавление абсолютного этилового спирта и далее выполнение шарового помола. При этом соотношение шаров и материала во втором резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 5:1, скорость вращения составляет 120 оборотов в минуту и продолжительность шарового помола составляет 24 часа.[0096] (2) adding Ti(C,N) (titanium carbonitride) solid solution powder, nickel-chromium alloy powder, WC (tungsten carbide) powder, Mo (molybdenum) powder, and C (graphite) powder to the second tank for high energy ball grinding, adding absolute ethyl alcohol and then performing ball grinding. Meanwhile, the ratio of balls to material in the second high-energy ball grinding tank is 5:1, the rotation speed is 120 rpm, and the ball grinding time is 24 hours.
[0097] (3) вакуумная сушка изготовленной порошкообразной смеси при температуре 80° C для получения гранулированного порошка.[0097] (3) Vacuum drying the prepared powder mixture at 80°C to obtain a granular powder.
[0098] (4) формование гранулированного порошка под давлением; давление прессования составляет 400 МПа (мегапаскалей), время поддержания давления составляет 1 минуту; и спекание формованной заготовки после прессования при степени вакуумирования, превышающей 1*10-1Па (Паскалей); температура спекания составляет 1420 ℃ и продолжительность поддержания температуры составляет 60 минут.[0098] (4) pressure molding of the granular powder; pressing pressure is 400 MPa (megapascals), pressure maintenance time is 1 minute; and sintering the molded workpiece after pressing at a vacuum degree exceeding 1*10 -1 Pa (Pascals); The sintering temperature is 1420℃ and the temperature maintenance time is 60 minutes.
[0099] (5) выполнение поверхностного покрытия на установке магнетронного распыления с несколькими мишенями после очистки и сушки подвергшегося спеканию образца. Материал-мишень представляет собой сплав CrAl, в котором атомное соотношение Al (алюминия) и Cr (хрома) составляет 1:1; степень вакуумирования составляет 2,5*10-3 Па, мощность распыления составляет 80 ватт, время распыления составляет 1,5 часа, и температура распыления составляет 280 ℃; нанесения покрытия распылением осуществляют в смеси аргона и N2 (азота) со степенью чистоты 99,999%, и при этом соотношение аргона и азота в потоке газа составляет 1:1. Результаты теста показывают, что в соответствии с данными в Таблице 1 способ соответствует требованиям к электрическим и конструктивным характеристикам нагревательного элемента в нагревателе для низкотемпературных сигарет.[0099] (5) performing a surface coating on a multi-target magnetron sputtering facility after cleaning and drying the sintered sample. The target material is a CrAl alloy in which the atomic ratio of Al (aluminum) and Cr (chromium) is 1:1; the vacuumization degree is 2.5*10 -3 Pa, the atomization power is 80 watts, the atomization time is 1.5 hours, and the atomization temperature is 280℃; spray coating is carried out in a mixture of argon and N 2 (nitrogen) with a purity of 99.999%, and the ratio of argon and nitrogen in the gas stream is 1:1. The test results show that according to the data in Table 1, the method meets the requirements for electrical and structural performance of the heating element in the heater for low temperature cigarettes.
[00100] Далее образец с нанесенным покрытием шлифуют и полируют на шлифовальном станке.[00100] Next, the coated sample is ground and polished on a grinding machine.
[00101] При этом массовая доля твердорастворного порошка карбонитрида титана составляет 42%, массовая доля механически легированного никель-хромового порошка составляет 30%, массовая доля порошка карбида вольфрама составляет 13%, массовая доля порошка молибдена составляет 14%, и массовая доля порошка графита составляет 1%.[00101] At the same time, the mass fraction of titanium carbonitride solid solution powder is 42%, the mass fraction of mechanically alloyed nickel-chromium powder is 30%, the mass fraction of tungsten carbide powder is 13%, the mass fraction of molybdenum powder is 14%, and the mass fraction of graphite powder is one%.
[00102] Второй вариант осуществления настоящего изобретения[00102] The second embodiment of the present invention
[00103] В данном варианте осуществления настоящего изобретения способ изготовления нагревательного элемента может включать следующие этапы:[00103] In this embodiment of the present invention, a method for manufacturing a heating element may include the following steps:
[00104] (1) добавление элементарных порошков Ni (никеля) и Al (алюминия) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола при соотношении массовой доли 1:2, подачу Ar (аргона) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола для проведения механического легирования. При этом соотношение шаров и материала в первом резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 20:1, скорость вращения составляет 350 об/мин, и продолжительность помола составляет 64 ч (часа); добавление 2% SA (стеариновой кислоты) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола после завершения помола и продолжение помола в течение 2 часов, извлечение механически легированного NiAl (никель-алюминиевого) порошка после завершения помола.[00104] (1) adding Ni (nickel) and Al (aluminum) elemental powders to the first high energy ball grinding tank at a mass fraction ratio of 1:2, feeding Ar (argon) to the first high energy ball grinding tank to perform mechanical alloying. Meanwhile, the ratio of balls to material in the first tank for high energy ball grinding is 20:1, the rotation speed is 350 rpm, and the grinding time is 64 hours (hours); adding 2% SA (stearic acid) to the first tank for high-energy ball grinding after grinding is completed and grinding for 2 hours, extracting mechanically alloyed NiAl (nickel-aluminum) powder after grinding is completed.
[00105] (2) добавление порошка карбида титана и карбида бора, механически легированного никель-алюминиевого порошка, порошка карбида вольфрама, порошка молибдена и порошка графита во второй резервуар для высокоэнергетического шарового помола, добавление абсолютного этилового спирта и далее выполнение шарового помола. При этом соотношение шаров и материала во втором резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 7:1, скорость вращения составляет 220 оборотов в минуту, и продолжительность шарового помола составляет 36 часов.[00105] (2) adding titanium carbide and boron carbide powder, mechanically alloyed nickel-aluminum powder, tungsten carbide powder, molybdenum powder and graphite powder to the second high-energy ball grinding tank, adding absolute ethyl alcohol, and then performing ball grinding. Meanwhile, the ratio of balls to material in the second high-energy ball grinding tank is 7:1, the rotation speed is 220 rpm, and the ball grinding time is 36 hours.
[00106] (3) вакуумная сушка изготовленной порошкообразной смеси при температуре 75° C для получения гранулированного порошка.[00106] (3) Vacuum drying the prepared powder mixture at 75° C. to obtain a granular powder.
[00107] (4) формование гранулированного порошка под давлением; давление прессования составляет 300 МПа, время поддержания давления составляет 1 минуту; и спекание формованной заготовки после формования под давлением при степени вакуумирования, превышающей 1*10-1 Па; температура спекания составляет 1250 ℃, и продолжительность поддержания температуры составляет 45 минут.[00107] (4) pressure molding of the granular powder; pressing pressure is 300 MPa, pressure maintenance time is 1 minute; and sintering the molded workpiece after pressure molding at a vacuum degree exceeding 1*10 -1 Pa; the sintering temperature is 1250℃, and the temperature maintenance time is 45 minutes.
[00108] (5) выполнение поверхностного покрытия на установке магнетронного распыления с несколькими мишенями после очистки и сушки подвергшегося спеканию образца. Материал-мишень представляет собой TiAl (титано-алюминиевый) сплав, в котором атомное соотношение Ti (титана) и Al (алюминия) составляет 5:1; степень вакуумирования составляет 3*10-3 Па, мощность распыления составляет 110 ватт, время распыления составляет 2 часа и температура распыления составляет 300 ℃; распыление для нанесения покрытия осуществляют в смеси аргона и N2 (азота) со степенью чистоты 99,999%, и при этом соотношение аргона и азота в потоке газа составляет 1:1. Результаты теста показывают, что в соответствии с данными в Таблице 1 способ соответствует требованиям к электрическим и конструктивным характеристикам нагревательного элемента в нагревателе для низкотемпературных сигарет.[00108] (5) performing a surface coating on a multi-target magnetron sputtering facility after cleaning and drying the sintered sample. The target material is a TiAl (titanium aluminum) alloy in which the atomic ratio of Ti (titanium) and Al (aluminum) is 5:1; the vacuum degree is 3*10 -3 Pa, the atomization power is 110 watts, the atomization time is 2 hours, and the atomization temperature is 300℃; spraying for coating is carried out in a mixture of argon and N 2 (nitrogen) with a purity of 99.999%, and the ratio of argon and nitrogen in the gas stream is 1:1. The test results show that according to the data in Table 1, the method meets the requirements for electrical and structural performance of the heating element in the heater for low temperature cigarettes.
[00109] Далее образец с нанесенным покрытием может быть отшлифован и отполирован на шлифовальном станке.[00109] Next, the coated sample can be ground and polished on a grinding machine.
[00110] При этом, массовая доля твердорастворного порошка, образованного карбидом титана и карбидом бора, составляет 45%, массовая доля механически легированного никель-алюминиевого порошка составляет 27%, массовая доля порошка карбида вольфрама составляет 12%, массовая доля порошка молибдена составляет 15%, и массовая доля порошка графита составляет 1%.[00110] At the same time, the mass fraction of solid solution powder formed by titanium carbide and boron carbide is 45%, the mass fraction of mechanically alloyed nickel-aluminum powder is 27%, the mass fraction of tungsten carbide powder is 12%, the mass fraction of molybdenum powder is 15% , and the mass fraction of graphite powder is 1%.
[00111] Третий вариант осуществления настоящего изобретения[00111] The third embodiment of the present invention
[00112] В данном варианте осуществления настоящего изобретения способ изготовления нагревательного элемента может включать следующие этапы:[00112] In this embodiment of the present invention, a method for manufacturing a heating element may include the following steps:
[00113] (1) добавление элементарных порошков Ni и Cr в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола при соотношении массовой доли 3:1, подачу Ar в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола для проведения механического легирования. При этом соотношение шаров и материала в первом резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 25:1, скорость вращения составляет 320 об/мин, и продолжительность помола составляет 72 ч (часа); добавление 2% SA (стеариновой кислоты) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола после завершения помола и продолжение помола в течение 2 часов, извлечение механически легированного NiCr (никель-хромового) порошка после завершения помола.[00113] (1) adding Ni and Cr elemental powders to the first high energy ball grinding tank at a mass fraction ratio of 3:1, supplying Ar to the first high energy ball grinding tank to perform mechanical alloying. Meanwhile, the ratio of balls to material in the first tank for high energy ball grinding is 25:1, the rotation speed is 320 rpm, and the grinding time is 72 hours (hours); adding 2% SA (stearic acid) to the first tank for high-energy ball grinding after grinding is completed and grinding for 2 hours, extracting mechanically alloyed NiCr (nickel chromium) powder after grinding is completed.
[00114] (2) добавление порошка карбонитрида титана, механически легированного никель-хромового порошка, порошка WC (карбида вольфрама), порошка Mo (молибдена) и порошка графита во второй резервуар для высокоэнергетического шарового помола, добавление абсолютного этилового спирта и далее выполнение шарового помола. При этом соотношение шаров и материала во втором резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 7:1, скорость вращения составляет 350 об/мин, и продолжительность шарового помола составляет 48 часов.[00114] (2) adding titanium carbonitride powder, mechanically alloyed nickel-chromium powder, WC (tungsten carbide) powder, Mo (molybdenum) powder, and graphite powder into the second tank for high-energy ball grinding, adding absolute ethyl alcohol, and then performing ball grinding . Meanwhile, the ratio of balls to material in the second high-energy ball grinding tank is 7:1, the rotation speed is 350 rpm, and the ball grinding time is 48 hours.
[00115] (3) вакуумная сушка изготовленной порошкообразной смеси при температуре 90° C для получения гранулированного порошка.[00115] (3) Vacuum drying the prepared powder mixture at 90°C to obtain a granular powder.
[00116] (4) формование гранулированного порошка под давлением; давление прессования составляет 300 МПа, время поддержания давления составляет 2 минуты; и спекание формованной заготовки после формования под давлением при степени вакуумирования, превышающей 1*10-1 Па; температура спекания составляет 1450 ℃, и продолжительность поддержания температуры составляет 60 минут.[00116] (4) pressure molding of the granular powder; pressing pressure is 300 MPa, pressure maintenance time is 2 minutes; and sintering the molded workpiece after pressure molding at a vacuum degree exceeding 1*10 -1 Pa; the sintering temperature is 1450℃, and the temperature maintenance time is 60 minutes.
[00117] (5) выполнение поверхностного покрытия на установке магнетронного распыления с несколькими мишенями после очистки и сушки подвергшегося спеканию образца. Материал-мишень представляет собой никель-хромовый сплав, в котором атомное соотношение Cr и Ni составляет 3:1; степень вакуумирования составляет 2,5*10-3 Па, мощность распыления составляет 80 ватт, время распыления составляет 1 час, и температура распыления составляет 320 ℃; распыление для нанесения покрытия осуществляют в смеси аргона и N2 (азота) со степенью чистоты 99,999%, и при этом соотношение аргона и азота в потоке газа составляет 1:1. Результаты теста показывают, что в соответствии с данными в Таблице 1 способ соответствует требованиям к электрическим и конструктивным характеристикам нагревательного элемента в нагревателе для низкотемпературных сигарет.[00117] (5) performing a surface coating on a multi-target magnetron sputtering facility after cleaning and drying the sintered sample. The target material is a nickel-chromium alloy in which the atomic ratio of Cr and Ni is 3:1; the vacuumization degree is 2.5*10 -3 Pa, the atomization power is 80 watts, the atomization time is 1 hour, and the atomization temperature is 320℃; spraying for coating is carried out in a mixture of argon and N 2 (nitrogen) with a purity of 99.999%, and the ratio of argon and nitrogen in the gas stream is 1:1. The test results show that according to the data in Table 1, the method meets the requirements for electrical and structural performance of the heating element in the heater for low temperature cigarettes.
[00118] Далее образец с нанесенным покрытием шлифуют и полируют на шлифовальном станке.[00118] Next, the coated sample is ground and polished on a grinding machine.
[00119] При этом массовая доля твердорастворного порошка карбида титана составляет 68%, массовая доля механически легированного никель-хромового порошка составляет 12%, массовая доля порошка карбида вольфрама составляет 13%, массовая доля порошка молибдена составляет 6%, и массовая доля порошка графита составляет 1%.[00119] At the same time, the mass fraction of titanium carbide solid solution powder is 68%, the mass fraction of mechanically alloyed nickel-chromium powder is 12%, the mass fraction of tungsten carbide powder is 13%, the mass fraction of molybdenum powder is 6%, and the mass fraction of graphite powder is one%.
[00120] Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения[00120] Fourth embodiment of the present invention
[00121] В данном варианте осуществления настоящего изобретения способ изготовления нагревательного элемента может включать следующие этапы:[00121] In this embodiment of the present invention, a method for manufacturing a heating element may include the following steps:
[00122] (1) добавление элементарных порошков Fe, Cr и Ni в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола при соотношении массовой доли 1:4:1, подачу Ar (аргона) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола для проведения механического легирования. При этом соотношение шаров и материала в первом резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 20:1, скорость вращения составляет 350 об/мин, и продолжительность помола составляет 96 ч; добавление 2% SA (стеариновой кислоты) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола после завершения помола и продолжение помола в течение 4 часов, извлечение механически легированного FeCrNi порошка после завершения помола.[00122] (1) adding Fe, Cr and Ni elemental powders to the first high energy ball grinding tank at a mass fraction ratio of 1:4:1, supplying Ar (argon) to the first high energy ball grinding tank to perform mechanical alloying. Meanwhile, the ratio of balls to material in the first tank for high-energy ball grinding is 20:1, the rotation speed is 350 rpm, and the grinding time is 96 hours; adding 2% SA (stearic acid) to the first tank for high-energy ball grinding after grinding is completed and grinding for 4 hours, extracting the mechanically alloyed FeCrNi powder after grinding is completed.
[00123] (2) добавление порошка TiC и Al2O3, механически легированного железо-хромо-никелевого порошка, порошка карбида вольфрама, порошка молибдена и порошка графита во второй резервуар для высокоэнергетического шарового помола, добавление абсолютного этилового спирта и далее выполнение шарового помола. При этом соотношение шаров и материала во втором резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 5:1, скорость вращения составляет 230 оборотов в минуту и продолжительность шарового помола составляет 24 часа.[00123] (2) adding TiC and Al 2 O 3 powder, mechanically alloyed iron-chromium-nickel powder, tungsten carbide powder, molybdenum powder and graphite powder to the second tank for high-energy ball grinding, adding absolute ethyl alcohol, and then performing ball grinding . Meanwhile, the ratio of balls to material in the second tank for high-energy ball grinding is 5:1, the rotation speed is 230 rpm, and the duration of ball grinding is 24 hours.
[00124] (3) вакуумную сушку изготовленной порошкообразной смеси при температуре 80° C для получения гранулированного порошка.[00124] (3) vacuum drying the prepared powder mixture at 80° C. to obtain a granular powder.
[00125] (4) формование гранулированного порошка под давлением; давление прессования составляет 300 МПа, время поддержания давления составляет 1 минуту; и спекание формованной заготовки после формования под давлением при степени вакуумирования, превышающей 1*10-1 Па; температура спекания составляет 1350 ℃ и продолжительность поддержания температуры составляет 60 минут.[00125] (4) pressure molding of the granular powder; pressing pressure is 300 MPa, pressure maintenance time is 1 minute; and sintering the molded workpiece after pressure molding at a vacuum degree exceeding 1*10 -1 Pa; The sintering temperature is 1350℃ and the temperature maintenance time is 60 minutes.
[00126] (5) выполнение поверхностного покрытия на установке магнетронного распыления с несколькими мишенями после очистки и сушки подвергшегося спеканию образца. Материал-мишень представляет собой сплав CrAl, в котором атомное соотношение Al и Cr составляет 1:1; степень вакуумирования составляет 2,5*10-3 Па, мощность распыления составляет 120 ватт, время распыления составляет 1 час и температура распыления составляет 320 ℃; распыление для нанесения покрытия осуществляют в смеси аргона и N2 (азота) со степенью чистоты 99,999%, и при этом соотношение аргона и азота в потоке газа составляет 1:1. Результаты теста показывают, что в соответствии с данными в Таблице 1 способ соответствует требованиям к электрическим и конструктивным характеристикам нагревательного элемента в нагревателе для низкотемпературных сигарет.[00126] (5) performing a surface coating on a multi-target magnetron sputtering facility after cleaning and drying the sintered sample. The target material is a CrAl alloy in which the atomic ratio of Al and Cr is 1:1; the vacuumization degree is 2.5*10 -3 Pa, the atomization power is 120 watts, the atomization time is 1 hour, and the atomization temperature is 320℃; spraying for coating is carried out in a mixture of argon and N 2 (nitrogen) with a purity of 99.999%, and the ratio of argon and nitrogen in the gas stream is 1:1. The test results show that according to the data in Table 1, the method meets the requirements for electrical and structural performance of the heating element in the heater for low temperature cigarettes.
[00127] Далее образец с нанесенным покрытием может быть отшлифован и отполирован на шлифовальном станке.[00127] Next, the coated sample can be ground and polished on a grinding machine.
[00128] При этом массовая доля твердорастворного порошка карбида титана и алюминия составляет 51%, массовая доля механически легированного никель-хромового порошка составляет 20%, массовая доля порошка карбида вольфрама составляет 14%, массовая доля порошка молибдена составляет 14%, и массовая доля порошка графита составляет 1%.[00128] At the same time, the mass fraction of titanium and aluminum carbide solid solution powder is 51%, the mass fraction of mechanically alloyed nickel-chromium powder is 20%, the mass fraction of tungsten carbide powder is 14%, the mass fraction of molybdenum powder is 14%, and the mass fraction of powder graphite is 1%.
[00129] Пятый вариант осуществления настоящего изобретения[00129] Fifth embodiment of the present invention
[00130] В данном варианте осуществления настоящего изобретения способ изготовления нагревательного элемента может включать следующие этапы:[00130] In this embodiment of the present invention, a method for manufacturing a heating element may include the following steps:
[00131] (1) добавление элементарных порошков Ni и Al в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола при соотношении массовой доли 1:4, подачу Ar (аргона) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола для проведения механического легирования. При этом соотношение шаров и материала в первом резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 15:1, скорость вращения составляет 300 об/мин, и продолжительность помола составляет 48 ч; добавление 2% SA (стеариновой кислоты) в первый резервуар для высокоэнергетического шарового помола после завершения помола и продолжение помола в течение 2 часов, извлечение механически легированного NiAl порошка после завершения помола.[00131] (1) adding Ni and Al elemental powders to the first high energy ball grinding tank at a mass fraction ratio of 1:4, supplying Ar (argon) to the first high energy ball grinding tank to perform mechanical alloying. Meanwhile, the ratio of balls to material in the first tank for high energy ball grinding is 15:1, the rotation speed is 300 rpm, and the grinding time is 48 hours; adding 2% SA (stearic acid) to the first tank for high-energy ball grinding after grinding is completed and grinding continues for 2 hours, extracting the mechanically alloyed NiAl powder after grinding is completed.
[00132] (2) добавление порошка SiC, механически легированного никель-алюминиевого порошка, порошка карбида вольфрама, порошка молибдена и порошка графита во второй резервуар для высокоэнергетического шарового помола, добавление абсолютного этилового спирта и далее выполнение шарового помола. При этом, соотношение шаров и материала во втором резервуаре для высокоэнергетического шарового помола составляет 7:1, скорость вращения составляет 320 оборотов в минуту и продолжительность шарового помола составляет 24 часа.[00132] (2) adding SiC powder, mechanically alloyed nickel-aluminum powder, tungsten carbide powder, molybdenum powder, and graphite powder to the second high-energy ball grinding tank, adding absolute ethyl alcohol, and then performing ball grinding. Meanwhile, the ratio of balls to material in the second high-energy ball grinding tank is 7:1, the rotation speed is 320 rpm, and the ball grinding time is 24 hours.
[00133] (3) вакуумную сушку изготовленной порошкообразной смеси при температуре 80° C для получения гранулированного порошка.[00133] (3) Vacuum drying the prepared powder mixture at 80° C. to obtain a granular powder.
[00134] (4) формование гранулированного порошка под давлением; давление прессования составляет 400 МПа, время поддержания давления составляет 1 минуту; и спекание формованной заготовки после формования под давлением при степени вакуумирования, превышающей 1*10-1 Па, температура спекания составляет 1410 ℃ и продолжительность поддержания температуры составляет 60 минут.[00134] (4) pressure molding of the granular powder; pressing pressure is 400 MPa, pressure maintenance time is 1 minute; and sintering the molded workpiece after pressure molding at a vacuum degree exceeding 1*10 -1 Pa, the sintering temperature is 1410℃, and the temperature maintenance time is 60 minutes.
[00135] (5) выполнение поверхностного покрытия на установке магнетронного распыления с несколькими мишенями после очистки и сушки подвергшегося спеканию образца. Материал-мишень представляет собой сплав TiAl, в котором атомное соотношение Al и Ti составляет 2:1; степень вакуумирования составляет 2,5*10-3 Па, мощность распыления составляет 80 ватт, время распыления составляет 2 часа, и температура распыления составляет 320 ℃; распыление для нанесения покрытия осуществляют в смеси аргона и N2 (азота) со степенью чистоты 99,999%, и при этом соотношение аргона и азота в потоке газа составляет 1:1. Результаты теста показывают, что в соответствии с данными в Таблице 1 способ соответствует требованиям к электрическим и конструктивным характеристикам нагревательного элемента в нагревателе для низкотемпературных сигарет.[00135] (5) performing a surface coating on a multi-target magnetron sputtering facility after cleaning and drying the sintered sample. The target material is a TiAl alloy in which the atomic ratio of Al and Ti is 2:1; the vacuumization degree is 2.5*10 -3 Pa, the atomization power is 80 watts, the atomization time is 2 hours, and the atomization temperature is 320℃; spraying for coating is carried out in a mixture of argon and N 2 (nitrogen) with a purity of 99.999%, and the ratio of argon and nitrogen in the gas stream is 1:1. The test results show that according to the data in Table 1, the method meets the requirements for electrical and structural performance of the heating element in the heater for low temperature cigarettes.
[00136] Далее образец с нанесенным покрытием может быть отшлифован и отполирован на шлифовальном станке.[00136] Next, the coated sample can be ground and polished on a grinding machine.
[00137] При этом массовая доля твердорастворного порошка карбида титана составляет 52%, массовая доля механически легированного никель-алюминиевого порошка составляет 30%, массовая доля порошка карбида вольфрама составляет 8%, массовая доля порошка молибдена составляет 9%, и массовая доля порошка графита составляет 1%.[00137] At the same time, the mass fraction of titanium carbide solid solution powder is 52%, the mass fraction of mechanically alloyed nickel-aluminum powder is 30%, the mass fraction of tungsten carbide powder is 8%, the mass fraction of molybdenum powder is 9%, and the mass fraction of graphite powder is one%.
[00138] Таблица 1: Характеристики материалов нагревательного элемента в каждом варианте осуществления настоящего изобретения[00138] Table 1: Characteristics of the materials of the heating element in each embodiment of the present invention
[00139] Несмотря на то, что раскрытые примеры осуществления настоящего изобретения приведены в вышеизложенном описании, в содержание включены лишь варианты осуществления, используемые исключительно для облегчения понимания настоящего изобретения, а не для ограничения настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники могут внести различные изменения и дополнения в форму и детали реализации изобретения, не выходящие за пределы существа и объема настоящего изобретения. Тем не менее, объем правовой охраны настоящего изобретения подпадает под объем прилагаемой формулы изобретения.[00139] Although the disclosed embodiments of the present invention are set forth in the foregoing description, only embodiments are included herein used solely to facilitate understanding of the present invention and not to limit the present invention. Specialists in the art can make various changes and additions to the form and details of the implementation of the invention, without going beyond the essence and scope of the present invention. However, the scope of legal protection of the present invention falls within the scope of the appended claims.
Claims (32)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911012121.7 | 2019-10-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2785456C1 true RU2785456C1 (en) | 2022-12-08 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2196683C2 (en) * | 1997-11-07 | 2003-01-20 | Денки Кагаку Когио Кабусики Кайся | Substrate, method for its production (versions) and metallic compound of articles |
| WO2014153515A1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Altria Client Services Inc. | Electronic smoking article |
| JP3217131U (en) * | 2018-01-16 | 2018-07-19 | 東莞市国研電熱材料有限公司Ｋｅｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | Round rod-shaped ceramic heating element for electronic cigarettes |
| JP2018534909A (en) * | 2015-09-01 | 2018-11-29 | ビヨンド トゥエンティー リミテッドＢｅｙｏｎｄ Ｔｗｅｎｔｙ Ｌｔｄ | Electronic vaporizer system |
| CN109527660A (en) * | 2019-01-18 | 2019-03-29 | 胡雪涛 | A kind of electronic cigarette film heating sheets |
| CN109832673A (en) * | 2019-02-27 | 2019-06-04 | 深圳市合元科技有限公司 | Electronic smoke atomizer, electronic cigarette, atomizing component and preparation method thereof |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2196683C2 (en) * | 1997-11-07 | 2003-01-20 | Денки Кагаку Когио Кабусики Кайся | Substrate, method for its production (versions) and metallic compound of articles |
| WO2014153515A1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Altria Client Services Inc. | Electronic smoking article |
| JP2018534909A (en) * | 2015-09-01 | 2018-11-29 | ビヨンド トゥエンティー リミテッドＢｅｙｏｎｄ Ｔｗｅｎｔｙ Ｌｔｄ | Electronic vaporizer system |
| JP3217131U (en) * | 2018-01-16 | 2018-07-19 | 東莞市国研電熱材料有限公司Ｋｅｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | Round rod-shaped ceramic heating element for electronic cigarettes |
| CN109527660A (en) * | 2019-01-18 | 2019-03-29 | 胡雪涛 | A kind of electronic cigarette film heating sheets |
| CN109832673A (en) * | 2019-02-27 | 2019-06-04 | 深圳市合元科技有限公司 | Electronic smoke atomizer, electronic cigarette, atomizing component and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ КЕРАМИКИ ПОД РЕД. И.Я.ГУЗМАНА, М., ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2003, С.114, 307-321. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3967166A1 (en) | Heating element and preparation method and use therefor | |
| TW201111535A (en) | Inorganic particle-dispersed sputtering target | |
| CN110129708B (en) | Preparation method of FeCoNiCrAlMnM multi-principal-element alloy coating | |
| CN1305023A (en) | Plasma surface-alloying process for titanium alloy | |
| CN112374894B (en) | Metal silicide based heating material and preparation method thereof | |
| CN103184402B (en) | Preparation method for rare-earth modified metal ceramic coating | |
| RU2785456C1 (en) | Heating element and method for manufacture and application thereof | |
| CN107326330A (en) | A kind of integrated evaporation boat of the internal heat type with aluminum oxide porous textured buffer layers | |
| JP2013528704A (en) | Titanium diboride target | |
| CN111270190B (en) | Preparation method of high-entropy ceramic-alumina composite coating | |
| CN105463238A (en) | Cu-Cr electrical contact material and preparation method thereof | |
| CN113652644B (en) | TiAl coating capable of improving high-temperature oxidation resistance of titanium alloy and preparation method thereof | |
| JP3451877B2 (en) | Surface-coated cemented carbide cutting tool with excellent wear resistance | |
| US6217722B1 (en) | Process for producing Ti-Cr-Al-O thin film resistors | |
| JPH06346232A (en) | Target for sputtering and its production | |
| KR20140090754A (en) | MAX phase thin film Manufacturing Method | |
| US11884549B2 (en) | Tailorable polyorbital-hybrid ceramics | |
| CN102978426A (en) | Preparation method of tungsten carbide composite powder | |
| CN104593714B (en) | The SiC bases rotary target material and its manufacture method of a kind of doping metals | |
| CN103846438A (en) | Method for manufacturing TiAlN metal ceramic composite target | |
| KR20130070433A (en) | Method of manufacturing max phase thin film | |
| JPH09512308A (en) | Cermet and its manufacturing method | |
| CN101798696B (en) | Preparation method of titanium carbide-based multi-ceramic coating | |
| US4000983A (en) | Metal-ceramic | |
| JPH05238856A (en) | Method for forming coating film of metal carbide |