雾化器、电阻浆料、加热组件及气溶胶生成装置的制作方法

1.本技术实施例涉及气溶胶生成装置技术领域，尤其涉及一种雾化器、电阻浆料、加热组件及气溶胶生成装置。


背景技术：

2.烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。
3.此类产品的示例为雾化装置，这些装置通常包含液体，该液体被加热以使其发生汽化，从而产生可吸入蒸汽或气溶胶。该液体可包含尼古丁和/或芳香剂和/或气溶胶生成物质(例如，甘油)。已知的雾化装置采用加热组件汽化液体，加热组件包括通过毛细浸润吸取液体的多孔基体、以及形成于多孔基体上的电阻加热轨迹，并由电阻加热轨迹对多孔基体吸取的液体加热汽化生成气溶胶。以上电阻加热轨迹通常采用镍、铬或钨等制备进而在发热的同时能通过电阻温度系数测温，在使用中存在重金属污染。


技术实现要素：

4.本技术的一个实施例提供一种雾化器，用于雾化液体基质生成供吸食的气溶胶；包括：
5.储液腔，用于存储液体基质；
6.多孔体，与所述储液腔流体连通以吸取液体基质；所述多孔体包括雾化面；
7.电阻加热轨迹，形成于所述雾化面，用于加热所述多孔体内的至少部分液体基质生成气溶胶；所述电阻加热轨迹包括铁硅合金。
8.以上雾化器，采用以铁硅合金作为功能相的电阻加热轨迹加热汽化多孔体内的液体基质生成气溶胶，既具有适合的电阻温度系数并不含有重金属。
9.优选的实施中，所述电阻加热轨迹具有900～3000ppm/℃的电阻温度系数。
10.优选的实施中，所述电阻加热轨迹的铁硅合金中硅的质量百分数介于3～15％。
11.优选的实施中，所述电阻加热轨迹中不含有镍、铬或钨中的任何一种。
12.优选的实施中，所述电阻加热轨迹中铁硅合金的质量百分数为80～95％。
13.优选的实施中，所述电阻加热轨迹还包括玻璃相成分，该玻璃相成分包括sio2、al2o3、mgo、cao或b2o3中的至少一种。
14.本技术的又一个实施例还提出一种加热组件，包括：
15.电绝缘基体、以及形成于所述电绝缘基体上的电阻加热轨迹；该电阻加热轨迹包括铁硅合金。
16.在优选的实施中，所述电绝缘基体包括多孔体。更加优选地，所述多孔体包括多孔陶瓷体。
17.本技术的又一个实施例还提出一种电阻浆料，包括：
18.铁硅合金；
19.玻璃相成分；
20.液体有机助剂，该液体有机助剂至少包括有机溶剂。
21.在优选的实施中，包括：铁硅合金70～90wt％、玻璃相4～14wt％、液体有机助剂5～20wt％。
22.在优选的实施中，所述玻璃相成分包括sio2、al2o3、mgo、cao或b2o3中的至少一种。
23.在优选的实施中，所述电阻浆料中还包括有造孔剂。更加优选地，电阻浆料中造孔剂的质量百分数在1wt％以内。
24.本技术的又一个实施例还提出一种气溶胶生成装置，包括雾化液体基质生成气溶胶的雾化器、以及为所述雾化器供电的电源组件；所述雾化器包括以上所述的雾化器。
25.申请的又一个实施例还提出一种气溶胶生成装置，包括：
26.腔室，被配置为接收气溶胶生成制品；
27.电阻加热器，用于加热所述气溶胶生成制品；所述电阻加热器包括电绝缘衬底、以及形成于所述电绝缘衬底上的电阻加热轨迹；该电阻加热轨迹包括铁硅合金。
附图说明
28.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
29.图1是本技术一实施例提供的气溶胶生成装置的结构示意图；
30.图2是图1中雾化器一个视角的剖面示意图；
31.图3是图2中加热组件一个视角的结构示意图；
32.图4是一实施制备的加热组件的电阻加热轨迹局部的电镜扫描图；
33.图5是一实施制备的加热组件的电阻加热轨迹一位点的能谱图；
34.图6是本技术一实施例提供的气雾生成装置的结构示意图；
35.图7是图6中电阻加热器的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
36.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施方式，对本技术进行更详细的说明。
37.本技术提出一种气溶胶生成装置，可以参见图1所示，包括存储有液体基质并对其进行汽化生成气溶胶的雾化器100、以及为雾化器100供电的电源组件200。
38.在一个可选的实施中，比如图1所示，电源组件200包括设置于沿长度方向的一端、用于接收和容纳雾化器100的至少一部分的接收腔270，当雾化器100的至少一部分接收和容纳在电源组件200内时与雾化器100的形成电连接进而为雾化器100供电。同时，雾化器100可以从接收腔270移除，以便于更换和独立存储。
39.在图1中，雾化器100包括：
40.用于存储液体基质的储液腔12、以及吸取液体基质并加热汽化生成气溶胶的加热组件30。
41.进一步具体，图2示出了图1中雾化器100一个实施例的结构示意图，包括：
42.主壳体10；
43.吸嘴口a，形成于主壳体10的上端，用于供用户抽吸气溶胶；
44.烟气输出管11，沿主壳体10纵向方向延伸，用于向吸嘴口a输出气溶胶；
45.储液腔12，由烟气输出管11与主壳体10的内壁界定，用于存储液体基质；
46.加热组件30，沿雾化器100纵向方向的上侧与储液腔12流体连通，如图1中箭头r1所示，储液腔12的液体基质流向加热组件30上被吸收；加热组件30具有背离储液腔12的雾化面310，该雾化面310用于加热液体基质并释放生成的气溶胶；
47.雾化腔室22，由雾化面310界定，用于容纳释放的气溶胶；并且该雾化腔室22是与烟气输出管11气流连通的，进而将气溶胶输出至烟气输出管11；
48.电极柱21，用于为加热组件30供电。
49.进一步参见图3所示，加热组件30的具体构造包括：
50.多孔体31，在一些实施方式中多孔体31可由多孔陶瓷、多孔玻璃陶瓷、多孔玻璃等硬质毛细结构制成；在实施中由多孔体31背离储液腔12的一个平坦表面配置为雾化面310；
51.电阻加热轨迹32，在一些实施中通过导电性的原材料粉末与印刷助剂混合成电阻浆料后于印刷后烧结的方式形成在雾化面310上，从而使其全部或绝大部分表面都与雾化面320紧密结合。
52.在其他的变化实施中，多孔体31还可以是平板状、朝向储液腔12的上表面具有凹腔的凹型、或者是储液腔12的一侧具有拱形结构的等拱形形状等等。
53.在其他的优选实施中，电阻加热轨迹32是图案化的轨迹。
54.在其他的优选实施中，电阻加热轨迹32是被打印或者印刷形成的。
55.在其他的优选实施中，电阻加热轨迹32是平面形形状的。
56.在其他的优选实施中，电阻加热轨迹32是呈蜿蜒、迂回等延伸的轨迹。
57.在其他的优选实施中，电阻加热轨迹32具有大约60～100μm的厚度。
58.在装配之后，电极柱21抵靠在电阻加热轨迹32的两端形成导电连接，进而为电阻加热轨迹32供电。
59.本技术的又一个实施例还提出一种制备以上电阻加热轨迹32的电阻浆料，包括：
60.功能相：铁硅合金粉；
61.玻璃相：包括sio2、al2o3、mgo、cao和b2o3等氧化物中的至少一种；
62.液体有机助剂：用于辅助以上功能相和玻璃相的印刷/打印和烧结，在实施中至少包括有机溶剂，还可以进一步增加增稠剂、流平剂、表面活性剂、分散剂、触变剂等的混合，以提升和辅助浆料的性能。
63.例如，液体有机助剂在实施中：
64.有机溶剂、增稠剂、流平剂使混合浆料具有适当流动性和可塑性；通常实施中有机溶剂有丙二醇单甲醚等醚系醇类、乳酸脂类、甲基熔纤剂乙酸酯等醚系脂类中的至少一种；增稠剂和流平剂可以调理混合浆料的稳定性，增稠剂通常采用邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等；
65.分散剂使以上功能相和玻璃相在浆料中均匀分散；通常分散剂采用聚乙烯蜡、石蜡等等；
66.表面活性剂用于提升浆料的表面性能，以消除混料搅拌形成的气泡等；通常表面
活性剂采用聚硅氧烷、二甲基硅油等；
67.触变剂提升浆料的防流挂性能，通常可以采用氢化蓖麻油、聚乙烯醇等。
68.在优选的实施中，电阻浆料包括各质量百分数的如下成分：铁硅合金粉70～90％、玻璃相4～14％、液体有机助剂5～20％。
69.在优选的实施中，电阻浆料中添加的铁硅合金粉和/或玻璃相的粉末的颗粒粒径介于0.1～200μm，这一粒径大小对于它们的均匀分散是有利的。在可选的实施中，以上范围大小的颗粒粒径可以通过对原料采用水淬球磨等方式获得。
70.在更加优选的实施中，电阻浆料中还可以包括：质量百分数在1％以内的造孔剂。在实施中，造孔剂可以采用纤维素、木纤维及短碳纤维等，在烧结的过程中造孔剂被灼烧或分解成气体逸出，进而形成孔隙。
71.本技术进一步提出采用以上电阻浆料制备加热组件30的方法，包括：
72.s10，获取多孔体31；
73.s20，将电阻浆料通过丝网印刷或喷涂等方式，在多孔体31的雾化面310表面上形成电阻加热轨迹32前体；
74.s30，将带有电阻加热轨迹32前体的多孔体31进行烧结或热处理，使电阻加热轨迹32前体固化形成电阻加热轨迹32。
75.在步骤s30的烧结或热处理的过程中，液体有机助剂、和造孔剂会分解并挥发，而后不在电阻加热轨迹32中留存。通常烧结或热处理采用在烧结炉设备等中于900～1200度温度条件下烧结。烧结时间控制20～90min。最终烧结后的电阻加热轨迹32中铁硅合金相的质量百分数为80～95％。
76.当然在优选的实施中，为了防止在烧结的过程中铁硅合金的功能相被氧化，烧结的过程采用在还原性气氛下进行。
77.在烧结后形成的电阻加热轨迹32中，仅具有固化的玻璃相和铁硅合金的功能相，在供电时即可对多孔体31内吸取的液体基质加热生成气溶胶。
78.进一步在更加优选的实施中，通过调整功能相的成分，例如相应合理补充增加高电阻温度系数的金属铂/钯、以及相应调整铁硅合金的中硅的含量例如控制硅的质量百分数为3～15％，使最终制备的电阻加热轨迹32的电阻温度系数在期望范围内可调，例如期望范围控制为900～3000ppm/℃。进而在使用中，能通过检测电阻加热轨迹32的电阻温度系数确定电阻加热轨迹32的温度。
79.进一步为了便于对采用以上方法制备的加热组件的性能一致性和稳定性进行展示，以下通过具体实施例对制备的加热组件进行示例和结果说明。
80.实施例1
81.s10，获取平均孔隙率为60％的图2和图3所示的多孔体31；
82.s20，制备电阻浆料：该电阻浆料中铁硅合金粉占75wt％、玻璃相10wt％、造孔剂1wt％、液体有机助剂14wt％；其中，
83.铁硅合金粉中含硅6.5wt％，记为fesi6.5；玻璃相中含有二氧化硅63wt％、氧化钙15wt％、氧化铝22wt％；液体有机助剂中含有松油醇35wt％、丁基卡必醇15wt％、1，4-丁内酯6wt％，柠檬酸三丁酯24wt％、乙基纤维素15wt％和氢化蓖麻油5wt％；铁硅合金粉和玻璃相的颗粒粒径通过过筛控制在1～5μm左右；
84.s30，将步骤s20的电阻浆料经过搅拌、三辊研磨、过滤及脱泡工序后，再以丝网印刷的方式在多孔体31的雾化面310印刷形成图3中形状的电阻加热轨迹32前体；印刷厚度60μm、轨迹的印刷线路宽度0.35mm；
85.s40，将步骤s30印刷后具有电阻加热轨迹32前体的多孔体31于还原性气氛的烧结炉中烧结；烧结温度为1050℃、时间为30min；烧结完成后取出即为该实施例1制备的加热组件。
86.实施例2
87.s10，获取平均孔隙率为60％的图2和图3所示的多孔体31；
88.s20，制备电阻浆料：该电阻浆料中铁硅合金粉占78wt％、玻璃相5wt％、造孔剂1wt％、液体有机助剂16wt％；其中，
89.铁硅合金粉中含硅10wt％，记为fesi10；玻璃相中含有二氧化硅63wt％、氧化钙15wt％、氧化铝22wt％；液体有机助剂中含有松油醇35wt％、丁基卡必醇15wt％、1，4-丁内酯6wt％，柠檬酸三丁酯24wt％、乙基纤维素15wt％和氢化蓖麻油5wt％；铁硅合金粉和玻璃相的颗粒粒径通过过筛控制在1～5μm左右；
90.s30，将步骤s20的电阻浆料经过搅拌、三辊研磨、过滤及脱泡工序后，再以丝网印刷的方式在多孔体31的雾化面310印刷形成图3中形状的电阻加热轨迹32前体；印刷厚度60μm、轨迹的印刷线路宽度0.35mm；
91.s40，将步骤s30印刷后具有电阻加热轨迹32前体的多孔体31于还原性气氛的烧结炉中烧结；烧结温度为1050℃、时间为30min；烧结完成后取出即为该实施例1制备的加热组件。
92.实施例3
93.在该实施例3中采用与实施例1相同的方法步骤，在电阻浆料的制备中，将功能相铁硅合金粉的质量分数为71wt％、玻璃相的质量分数14wt％，制备获取该实施例3的加热组件。
94.实施例4
95.在该实施例4中采用与实施例2相同的方法步骤，在电阻浆料的制备中调整功能相铁硅合金粉的硅含量至12wt％，制备获取该实施例3的加热组件。
96.实施例5
97.在该实施例5中采用与实施例1相同的方法步骤，在电阻浆料的制备中采用铁硅合金粉占88wt％、玻璃相5wt％、液体有机助剂7wt％；其中，功能相铁硅合金粉的硅含量为3.5wt％；按照以上步骤制备获取该实施例5的加热组件。
98.对以上制备的加热组件进行各项验证，具体包括：
99.s50：电阻温度系数检测：以上各实施例制备的加热组件中电阻加热轨迹32进行电阻温度系数的测量，结果如下表：
100.[0101][0102]
s60，对实施例2制备的加热组件样品的电阻加热轨迹32进行电镜扫描，获取其微观形貌参见图4所示；同时对图4中中央位点进行能谱分析，获得的能谱图参见图5所示。
[0103]
进一步图5中能谱分析所获得的各元素成分比例参见下表所示：
[0104]
元素原子数百分比/％重量百分比％fe38.6561.54o32.1914.68si27.9422.37ca1.231.40
[0105]
在图5和上表所体现能谱分析的各元素的占比中，主要也是铁和硅；在以上元素的百分比中，由玻璃相提供了部分的氧化硅使分析位点的硅元素的含量大于功能相所描述的硅的含量，但功能提供仍是铁硅合金。同时从图4的颜色区分可以看出，所测区域功能元素成分全部为铁和硅。
[0106]
本技术的又一个实施例还提出一种气雾生成装置，其结构如图4所示，包括：
[0107]
腔室，用于接收固体气溶胶生成制品a；
[0108]
电阻加热器30a，至少部分在腔室内延伸以加热气溶胶生成制品a生成供抽吸的气溶胶；
[0109]
电芯10a，用于供电；
[0110]
控制器20a，在电芯10a和电阻加热器30a之间引导电流。
[0111]
其中，电阻加热器30a的结构参见图5所示，包括：
[0112]
电绝缘衬底31a，材质例如可以是陶瓷、刚性塑胶、表面绝缘金属、聚酰亚胺等等；优选是刚性的销钉状或薄的刀片状形状，在使用中能插入至气溶胶生成制品a内以加热气溶胶生成制品a；或者在其他的变化实施中，电绝缘衬底31a还可以呈围绕腔室/气溶胶生成制品a的管状形状；以及，
[0113]
通过印刷或沉积等方式结合在电绝缘衬底31a上的电阻加热轨迹32a；其中，该电阻加热轨迹32a采用以上由铁硅合金作为功能相的电阻浆料制备获得。在使用中电阻加热轨迹32a不含有镍/铬/钨等重金属，同时能具有900～3000ppm/℃的电阻温度系数，进而可通过测量该电阻加热器30a的温度。
[0114]
需要说明的是，本技术的说明书及其附图中给出了本技术的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。