气溶胶产生装置的发热体及气溶胶产生装置的制作方法

1.本技术涉及陶瓷技术领域，尤其涉及气溶胶产生装置的发热体及气溶胶产生装置。


背景技术：

2.目前，随着加热不燃烧气溶胶产生装置迅猛发展，其发热体成为核心部件，决定气溶胶产生装置的整体设计和性能质量水平。陶瓷材料的发热体由于其具有抗氧化、耐高温和长寿命等优点，已逐步取代老式的加热电阻丝。目前，导电陶瓷发热体的工作原理是在其内部通入电流，通过产生焦耳热使得导电陶瓷整体发热，该类发热体具有发热均匀、耐高温、抗氧化等优势，但是作为整体发热热源，其输出的热量除了用于加热烟油使烟气雾化，发热体与气溶胶产生装置的非烟油接触位置还会产生的大量的余热，产生的余热不仅会加大电池能量损耗，提高整个气溶胶产生装置的发热量，同时还会影响气溶胶产生装置的使用体验。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供气溶胶产生装置的发热体及气溶胶产生装置，利用薄膜层的低电阻率，可以有效降低导电陶瓷基体底部的电阻，降低发热体的底部区域的发热量，降低整个气溶胶产生装置的发热量。
4.第一方面，本技术提供一种气溶胶产生装置的发热体，所述发热体包括：
5.导电陶瓷基体，所述导电陶瓷基体的部分表面设有薄膜层，所述薄膜层的覆盖长度为所述导电陶瓷基体总长度的30％～50％，且所述薄膜层的电阻率小于所述导电陶瓷基体的电阻率；及
6.金属电极，所述金属电极与所述导电陶瓷基体或所述薄膜层电连接。
7.在一种实施方式中，所述薄膜层的厚度大于等于2μm。
8.在一种实施方式中，所述薄膜层选自镍层、银层、铂层、金层、铜镍复合层中的至少一种。
9.在一种实施方式中，所述薄膜层的覆盖长度为7mm～9mm。
10.在一种实施方式中，所述薄膜层覆盖所述导电陶瓷基体底部的各个表面。
11.在一种实施方式中，所述导电陶瓷基体的连接部两侧对称设有缺口，所述金属电极沿所述缺口绕设于所述连接部上。
12.在一种实施方式中，所述金属电极为铜电极或银电极，所述铜电极或所述银电极的表面形成有银膜、金膜或镍膜。
13.在一种实施方式中，所述导电陶瓷基体的电阻率为1.0
×
10-5
ω
·
m～1.0
×
10-3
ω
·
m。
14.在一种实施方式中，所述薄膜层的电阻率小于等于1.0
×
10-7
ω
·
m。
15.第二方面，本技术提供一种气溶胶产生装置，包括上述的发热体。
16.本技术提供的技术方案相比于现有技术，至少具有以下有益效果：
17.本技术提供的气溶胶产生装置的发热体，通过在导电陶瓷基体的至少部分表面形成薄膜层，实现导电陶瓷基体的局部金属化，利用薄膜层的低电阻率，可以有效降低导电陶瓷基体底部的电阻，降低发热体的底部区域的发热量，降低整个气溶胶产生装置的发热量。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术实施例提供的气溶胶产生装置的发热体的结构示意图；
20.图2是本技术实施例提供的发热体中的导电陶瓷基体的结构示意图；
21.图3是本技术实施例提供的气溶胶产生装置的发热体的另一结构示意图；
22.图4a是本技术实施例提供的导电陶瓷基体上的薄膜层的结构示意图；
23.图4b是本技术实施例提供的导电陶瓷基体上的薄膜层的另一结构示意图；
24.图5a是本技术实施例1提供的发热体的热循环后的状态示意图；
25.图5b是本技术对比例1提供的发热体的热循环后的状态示意图。
具体实施方式
26.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
27.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
28.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
29.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
30.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接。
31.本文中所用术语“气溶胶产生装置”指的是通过对气溶胶产生制品加热至低于其燃烧温度的温度，以产生气溶胶，以此避免因为气溶胶产生制品燃烧产生有毒有害物质。
32.图1是本技术一实施例提供气溶胶产生装置的发热体的结构示意图，如图1所示，本技术提供的气溶胶产生装置的发热体，包括：导电陶瓷基体1，所述导电陶瓷基体1的至少部分表面设有薄膜层14，所述薄膜层14的覆盖长度为所述导电陶瓷基体1总长度的30％～
50％，且所述薄膜层14的电阻率小于所述导电陶瓷基体1的电阻率；及金属电极2，所述金属电极2与所述导电陶瓷基体1或薄膜层14电连接。
33.本技术提供的气溶胶产生装置的发热体，通过在导电陶瓷基体的至少部分表面形成薄膜层，实现导电陶瓷基体的局部金属化，可以有效降低导电陶瓷基体底部的电阻，降低发热体的底部区域的发热量，降低整个气溶胶产生装置的发热量。
34.如图2所示，导电陶瓷基体1可以是呈纵长的片状，导电陶瓷基体1的厚度可以为0.3～2mm，具体可以是0.5mm、0.7mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm或2mm等，在此不做限定；导电陶瓷基体1的厚度优选为1mm。在其他实施方式中，导电陶瓷基体1也可以是圆柱状或棱柱状等，在此不做限定。
35.导电陶瓷基体1的电阻率为1.0
×
10-5
ω
·
m～1.0
×
10-3
ω
·
m，具体可以是1.0
×
10-5
ω
·
m、1.5
×
10-5
ω
·
m、2.0
×
10-5
ω
·
m、1.0
×
10-4
ω
·
m、1.0
×
10-3
ω
·
m等等，在此不做限定。
36.需要说明的是导电陶瓷基体的发热均匀性较好，但是由于导电陶瓷基体的厚度较薄，产生的热阻较大，焊点特别容易老化，并且整个导电陶瓷基体都发热会使得整个气溶胶产生装置发热量增大，不利于提高使用寿命。
37.导电陶瓷基体1可以是导电陶瓷基体材料干压成型并烧结得到。导电陶瓷基体材料包括碳化硅、氮化硅、氧化铝、氧化硅、二硼化钛、氧化锆、碳化钛、二硼化钛中的至少一种。优选地，导电陶瓷基体材料为碳化硅与二硼化钛复合材料。需要说明的是导电陶瓷基体材料是指陶瓷材料中具有离子导电、电子/空穴导电的一种新型材料，导电陶瓷基体材料具有抗氧化、抗腐蚀、耐高温和长寿命等特点。利用导电陶瓷基体材料制成的发热体在反复加热过程中，可以使得发热量均匀释放，避免加热不燃烧制品局部过度加热，产生焦糊等刺激味道，还能够延长发热体的使用寿命。
38.导电陶瓷基体1包括插入部11及连接部12，插入部11与连接部12一体成型。其中，插入部11用于插入气溶胶产生装置的气雾形成基质中，使得发热体的热量能够使得气雾形成基质形成烟雾。在本实施例中，插入部11为v型尖头，有利于发热体插入气雾形成基质中。插入部11的两侧边缘通过尖锐化处理，进一步有利于插入气雾形成基质中。连接部12用于实现发热体安装于气溶胶产生装置壳体内，具体地，导电陶瓷基体1的底部设有分别向两侧凸出的两个连接部12，从而使得发热体卡设于气溶胶产生装置壳体的安装腔内。
39.为了形成导电回路，导电陶瓷基体1沿纵向设有通槽13，通槽13使得导电陶瓷基体1在通电状态下能够形成回路。其中，两个连接部12沿通槽13对称设置；所述通槽13也是由模具干压成型得到的，通槽13内还可以填充绝缘物料。
40.为了方便金属电极的连接，连接部12的两侧对称设有缺口121，金属电极可以沿缺口121绕设于连接部12上。具体地，缺口121可以呈弧形、矩形、梯形、扇形等等，在此不做限定。在本实施例中，为了避免对金属电极造成磨损，缺口121为弧形缺口。
41.在其他实施方式中，如图3所示，连接部12也可以形成凹槽或其他用于连接金属电极的结构。如图3所示，连接部12也可以设有凹陷形成的凹槽122，金属电极2可以包括电极片21及电极线22，并将电极片21收容于凹槽122内，再通过焊接浆料层23焊接固定。可以理解地，通过在导电陶瓷基体表面形成凹陷的凹槽，可以增加电极与导电陶瓷的焊接面积，提高焊接强度，提高整体的稳定性。凹槽122可以是矩形、圆形或其他形状，只要电极片能够收
容于凹槽内即可。
42.薄膜层14形成于所述导电陶瓷基体1的至少部分表面上，所述薄膜层14可以选自镍层、银层、铂层、金层、铜镍复合层中的至少一种或多种的叠层。在其他实施方式中，薄膜层14也可以是其他材料制成的层，只要使得薄膜层的电阻率小于导电陶瓷基体的电阻率即可，其他材料也可以是碳化钛、氮化钛或其他镀层，只要使得导电陶瓷基体上覆盖了薄膜层的区域的发热量能够小于未覆盖薄膜层的区域。
43.薄膜层14的厚度大于等于2μm，薄膜层14的厚度越厚，薄膜层的电阻率越小，即导电陶瓷基体底部的电阻下降，有利于降低发热体的底部区域的发热量。但是薄膜层的厚度过厚，制备成本上升。具体地，当薄膜层14为镍层时，薄膜层的厚度为5μm～10μm，镍层的厚度可以是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm等，当然也可以是上述范围内的其他值。当薄膜层14为银层、铂层、金层或铜镍复合层时，薄膜层为2μm～10μm。
44.如图4a或图4b所示，薄膜层14的覆盖长度l为所述导电陶瓷基体1总长度的30％～50％，具体可以是30％、32％、34％、35％、40％、45％、48％或50％等，在此不做限定。覆盖长度l是指沿导电陶瓷基体的延伸方向，自底部到薄膜层远离所述底部的一端的距离。示例性地，导电陶瓷基体1的总长度为20mm，那么薄膜层14的覆盖长度可以是6mm～10mm。
45.在本实施方式中，薄膜层14的覆盖长度l为7mm～9mm，薄膜层14至少覆盖导电陶瓷基体两侧的连接部。薄膜层14可以仅形成于导电陶瓷基体1的正面和/或背面，也可以形成于导电陶瓷基体1的端面和/或侧面，在本实施例中，所述薄膜层14的覆盖所述导电陶瓷基体1底部的各个表面。
46.所述薄膜层14的电阻率小于等于1.0
×
10-7
ω
·
m，具体可以是1.0
×
10-7
ω
·
m、1.0
×
10-8
ω
·
m、1.5
×
10-8
ω
·
m、2.0
×
10-8
ω
·
m、1.0
×
10-9
ω
·
m等等，在此不做限定。只要使得所述薄膜层14的电阻率小于所述导电陶瓷基体1的电阻率即可，可以理解地，由于薄膜层的电阻率较低，薄膜层电阻越小，通电后产生的热量较小，从而可以避免发热体底部的温度过高。
47.在具体实施例中，所述连接部12的表面设有焊接浆料层，所述焊接浆料层选自含银铜钛的焊接浆料层、含银铜钛铟的焊接浆料层、含银钯钛的焊接浆料层中的至少一种；及
48.至少部分金属电极2抵接于所述连接部的表面，并通过所述焊接浆料层与所述连接部电连接。
49.其中，金属电极2为铜电极或银电极，铜电极或银电极的表面形成有银膜、金膜或镍膜中的至少一种。在铜电极或银电极表面镀膜可以减缓电极高温氧化，延长电极使用寿命。金属电极2为线状金属电极，金属电极2的长度为30mm～40mm，具体可以是30mm、32mm、33mm、35mm、37mm、38mm或40mm等。
50.在本实施例中，金属电极2为银电极，银电极的纯度为99.9％。
51.在实际制备过程中，线状金属电极沿缺口绕设于所述连接部12上。在缠绕后，将焊接浆料涂覆至连接部上并覆盖金属电极，以使得金属电极与所述导电陶瓷基体实现初步固定，在经过烧结即可。
52.或者，在凹槽内填充焊接浆料，再将电极片设置于所述凹槽内，按压所述电极片使得至少部分所述焊接浆料溢出至所述电极片的表面，且电极片与电极线连接，以使得金属电极与所述导电陶瓷基体实现初步固定，在经过烧结即可。
53.在上述方案中，通过在导电陶瓷基体的表面或凹槽内形成焊接浆料层，利用焊接浆料层将金属电极与导电陶瓷基体或薄膜层电连接，可以增大焊接面积，从而能够提高金属电极与导电陶瓷基体的焊接强度，提高发热体的使用稳定性，在发热体加热过程中，可以避免金属电极受热应力作用产生松动或脱落，能够有效控制发热体在加热使用过程中电阻变化量。
54.第二方面，本技术还提供一种气溶胶产生装置，所述气溶胶产生装置包括上述第一方面所述的气溶胶产生装置的发热体。本技术提供的气溶胶产生装置，在导电陶瓷基体上形成薄膜层，利用薄膜层的低电阻率，可以有效降低导电陶瓷基体底部的电阻，降低发热体的底部区域的发热量，降低整个气溶胶产生装置的发热量。
55.下面分多个实施例对本技术实施例进行进一步的说明。其中，本技术实施例不限定于以下的具体实施例。在不变主权利的范围内，可以适当的进行变更实施。
56.实施例1
57.导电陶瓷基体的底部设有镍薄膜层，其中，导电陶瓷基体的总长度为20mm，镍薄膜层的覆盖长度为7mm，镍薄膜层的厚度为5μm。
58.实施例2
59.与实施例1不同的是，导电陶瓷基体的表面设有铜镍复合薄膜层，铜镍复合薄膜层的覆盖长度为7mm，铜镍复合薄膜层的厚度为10μm。
60.实施例3
61.与实施例1不同的是，导电陶瓷基体的表面设有铂薄膜层，铂薄膜层的覆盖长度为7mm，铂薄膜层的厚度为8μm。
62.实施例4
63.与实施例1不同的是，导电陶瓷基体的表面设有银薄膜层，银薄膜层的覆盖长度为10mm，银薄膜层的厚度为3μm。
64.实施例5
65.与实施例1不同的是，导电陶瓷基体的表面设有金薄膜层，金薄膜层的覆盖长度为5mm，银薄膜层的厚度为2μm。
66.对比例1
67.与实施例1不同的是，导电陶瓷基体的表面未形成薄膜层。
68.对比例2
69.与实施例1不同的是，导电陶瓷基体的表面形成厚度为0.5μm的镍薄膜层。
70.对比例3
71.与实施例1不同的是，所述薄膜层的覆盖长度为5mm。
72.测试方法
73.将实施例1至5以及对比例1至3制得的发热体进行抽吸测试。
74.抽吸测试为：采用1000ma
·
h电池，分别将裸片和整机加热至335℃，并按固定程序运行3分钟，随后冷却至室温，重复以上过程，记录抽吸次数、发热体底部的温度及气溶胶产生装置的外表面的温度；测试结果如下表1所示：
75.表1
[0076][0077]
图5a至图5b为实施例1与对比例1制成的发热体的电极循环后的状态示意图；如图5a及图5b所示，实施例1制成的发热体在循环后热损耗下降10％～20％，从而使得相同体积的烟油下，抽吸次数提高10％～30％，相比于对比例1，没有在发热体底部形成局部的薄膜层，可降低陶瓷发热片底部温度10℃～30℃，整个气溶胶产生装置的外表面的温度降低5℃以上。这是因为导电陶瓷基体底部的薄膜层，可以有效降低导电陶瓷基体底部的电阻，降低发热体的底部区域的发热量。
[0078]
对比例2的导电陶瓷基体底部的薄膜层厚度过薄，导电陶瓷基体底部的电阻明显增大，不利于降低发热体的底部区域的发热量。
[0079]
对比例3的导电陶瓷基体底部的薄膜层的覆盖长度过短，不利于降低发热体的底部区域的发热量。
[0080]
根据实施例1至5的测试数据可知，通过在导电陶瓷基体的表面形成薄膜层，实现导电陶瓷基体的局部金属化，可以有效降低导电陶瓷基体底部的电阻，降低发热体的底部区域的发热量，降低整个气溶胶产生装置的发热量。
[0081]
以上上述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。