专利名称：一种六方氮化硼导热材料式电热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电热管制造技术领域，涉及一种新型的六方氮化硼导热材料式电 热器，具体说是一种应用新型电热管导热材料的电加热器件。
技术背景现有电加热场合使用的管状电热元件又称电热管，一般以金属管为外壳(不锈 钢)，沿管内中心轴向均布螺旋电热合金丝，其空隙填充压实具有良好绝缘导热性能的氧 化镁砂，管口两端用硅胶密封，这种金属铠装电热元件可以加热空气或金属模具和各种液 体介质，具有结构简单，机械强度高、热效率高、安全可靠、安装简便、使用寿命长等特点， 由于其价格便宜，使用、安装方便，无污染，被广泛使用在各种加热场合。但是，现有的这 类电热管存在突出缺点一是氧化镁砂热膨胀系数在25°C的试验条件下为II 15.46*10_6， 丄-0. 65*10_6，导热材料热膨胀系数越大时，加热使用过程中受热变形量越大，管内压力越 大，对电热管两端密封性能要求越高，易发生管内气体喷出爆管及两端密封泄露，个别位置 导热材料聚集导致小面积内温度过高发生电热管损坏并危害使用者的人身安全；二是市场 上通用的氧化镁砂产品中纯氧化镁的含量约为85%，其余15%二氧化硅、氧化钙、灼碱及 杂质，氧化镁砂中氧化镁含量越高，导热性能越好，市场上通用的氧化镁砂纯度受加工条件 及生产成本的制约纯度不高，影响电热管的导热性能；三是市场上通用的氧化镁砂产品氧 化镁颗粒细度(mesh)为《140，颗粒系数的大小决定了导热材料在填充过程中其颗粒间所 留空隙的大小，空隙越大管内未排除的空气及水分越多，若制造时水分和空气排出不完全， 水分容易氧化电阻丝和内壁，气体膨胀容易发生爆管；四是市场上通用的氧化镁砂产品同 一颗粒细度的情况下，其颗粒的形状不规则，填充后颗粒间缝隙较大，无法将管内空气及水 分最大限度排除。如何设计一种新型电热管导热材料的电热器件，克服上述缺陷，是目前业 界亟待寻求的技术问题。
发明内容本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的不足，寻求设计提供一种使用新 型电热管导热材料-六方氮化硼的电热器件，应用于各类气体、液体和固体介质的高温加 热；六方氮化硼(BN)与石墨是等电子体，具有白色石墨之称，类似石墨的层状结构，有良好 的电绝缘性、导热性和耐化学腐蚀性，中子吸收能力好，化学性质稳定对所有熔融金属化学 呈惰性，有很高的耐湿性，在氮气压力下熔点为3000°C，在大气压下与2500°C升华，其理论 密度为2. 29克/立方厘米，莫氏硬度2，抗氧温度900°C，耐高温2000°C，在氮和氩中使用熔 点为 3000 °C。为了实现上述目的，本实用新型使用六方氮化硼替代氧化镁粉作为电热管的导热 材料；其主体结构包括电热金属管、六方氮化硼粉、电阻丝、固定片、瓷珠、密封胶、塑料塞、 引出棒、端子电极和螺丝，电热器主体的电热金属管内腔结构不变式折弯成，包括圆状、椭 圆状或螺旋状的几何结构，电热金属管两端段平行结构间隔式贯穿固定在固定片上，固定片两端侧上制有固定的螺丝；电热金属管内腔中心轴线上平行于两侧两端点固定并电连通 制有电阻丝，电阻丝与电热金属管壁之间填充满六方氮化硼粉；电热金属管两端点上连接 制有外接端子电极，端子电极的电热金属管内依次制有密封胶和瓷珠，制有瓷珠的端子电 极与引出棒电连通，引出棒上贯穿式制有密封胶和瓷珠，引出棒的内部端点上固定连接电 阻丝。本实用新型与现有技术相比具有以下优点一是电热管导热材料，成品中六方氮 化硼含量> 97%，纯度高、所含杂质少(氧化镁砂为85% )、材料稳定性提高、导热效率高； 二是电热管导热材料六方氮化硼具有高耐热性3000°C升华、其强度1800°C为室温的2倍、 1500°C空冷至室温数十次不破裂、在惰性气体中2800°C不软化，六方氮化硼对电热管的使 用寿命及质量有所提高；三是六方氮化硼具有良好的电绝缘性、低介电常数及介电耗损，体 积电阻率(25°C ) > 1013Q*cm、介电常数4.5、介电损耗6.3*10_4，良好的电绝缘性能可有 效提高产品在长时间使用及瞬间过载情况下的使用安全性；四是六方氮化硼具有良好的导 热性能，导热系数(W/m.k)33高于氧化镁粉(W/m.k 28)；五是六方氮化硼为化学惰性材料， 颗粒形状规则，具有防潮性，作为导热材料可解决制造时电热管内水分和空气排出不完全， 水分氧化电阻丝和金属内壁的问题；六是六方氮化硼颗粒细度(mesh)为<80，较氧化镁 粉颗粒细度(mesh) ^ 140，颗粒间缝隙较小，加工时易于排出电热管内多余的空气及水分， 加工方式一致，加工效果显著，可解决无法将管内空气及水分最大限度排出的问题；七是 六方氮化硼，热膨胀系数(25°C ) II 11.82*10_6，丄-0.36*10_6优于氧化镁沙|| 15. 46*10_6， 丄-0. 65*10_6，膨胀系数小，受热膨胀后对内壁的压力较低，可解决因管内压力过大，电热管 两端密封泄露、气体喷出爆管、电热管各部位温度不均勻的问题，提高产品使用安全性；八 是六方氮化硼制造技术已成熟，产品加工制作方便、易于推广。
图1为本实用新型的主体结构原理示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图作进一步的说明。实施例使用六方氮化硼替代氧化镁粉作为电热管的导热材料；其主体结构包括电热金属 管1、六方氮化硼粉2、电阻丝3、固定片4、瓷珠5、密封胶6、塑料塞7、引出棒8、端子电极9 和螺丝10，电热器主体的电热金属管1内腔结构不变式折弯成，包括圆状、椭圆状或螺旋状 的几何结构，电热金属管1两端段平行结构间隔式贯穿固定在固定片4上，固定片4两端侧 上制有固定的螺丝10 ；电热金属管1内腔中心轴线上平行于两侧两端点固定并电连通制有 电阻丝3，电阻丝3与电热金属管1壁之间填充满六方氮化硼粉2 ；电热金属管1两端点上 连接制有外接端子电极9，端子电极9的电热金属管1内依次制有密封胶6和瓷珠5，制有 瓷珠5的端子电极9与电极性引出棒8电连通，引出棒8上贯穿式制有密封胶6和瓷珠5， 引出棒8的内部端点上固定连接电阻丝3。本实施例的制备过程是将不锈钢电热金属管1用折弯机折弯成型为设计的几何 形状，将电阻丝3插入不锈钢电热金属管1中轮轴线上，电阻丝3两端连接引出棒8，不锈钢电热金属管1内的电阻丝3周围填充六方氮化硼粉2，并压后压入瓷珠5，使用密封胶6密 封不锈钢电热金属管1内壁防止内部填充物泄露，再安装塑料塞7，在引出棒8的两端安装 端子电极9 ；最后在不锈钢电热金属管1上安装固定片4及螺丝10，组成本实施例涉及的电 热器主体。
权利要求一种六方氮化硼导热材料式电热器，主体结构包括电热金属管、六方氮化硼粉、电阻丝、固定片、瓷珠、密封胶、塑料塞、引出棒、端子电极和螺丝，其特征在于电热金属管内腔结构不变式折弯成包括圆状、椭圆状或螺旋状的几何结构，电热金属管两端段平行结构间隔式贯穿固定在固定片上，固定片两端侧上制有固定的螺丝；电热金属管内腔中心轴线上平行于两侧两端点固定并电连通制有电阻丝，电阻丝与电热金属管壁之间填充满六方氮化硼粉；电热金属管两端点上连接制有外接端子电极，端子电极的电热金属管内依次制有密封胶和瓷珠，制有瓷珠的端子电极与引出棒电连通，引出棒上贯穿式制有密封胶和瓷珠，引出棒的内部端点上固定连接电阻丝。
专利摘要本实用新型属于电热管制造技术领域，涉及一种六方氮化硼导热材料式电热器，主体的电热金属管内腔结构不变式折弯成包括圆状、椭圆状或螺旋状的几何结构，电热金属管两端段平行结构间隔式贯穿固定在固定片上，固定片两端侧上制有固定的螺丝；电热金属管内腔中心轴线上平行于两侧两端点固定并电连通制有电阻丝，电阻丝与电热金属管壁之间填充满六方氮化硼粉；电热金属管两端点上连接制有外接电极的端子，端子的电热金属管内依次制有密封胶和瓷珠，制有瓷珠的电极性端子与电极性引出棒电连通，引出棒的内部端点上固定连接电阻丝，其结构新颖，填充料导热性能好，使用安全，寿命长，节省能源，便于推广应用。
文档编号H05B3/10GK201639797SQ201020135289
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者姜仕虎, 尹峰岩, 李廷勇, 陈晨 申请人:青岛易特优电子有限公司