专利名称：氮化硅复合发热体及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电热元件，尤其涉及一种氮化硅复合发热体及其制作方法。
背景技术：
到目前为止，高强度Si3N4陶瓷加热片，是把钨丝压入Si3N4粉体内进行烧结而成， 但缺点在于1.钨丝为金属导体，与Si3N4粉体之间存在明显界面，烧结后很难成为一体，高温下易断路；2.金属表面在Si3N4分众烧结有氧化层，不易烧成整体；3.金属与Si3N4粉体的热膨胀系数不一样，在反复加热，冷却的过程中，出现断路的概率很大；4.钨丝在Si3N4粉体内烧结电阻值变化很大，对电阻值很难精确控制；5.不能使用大直径的钨丝，直径越大的钨丝，越容易断路；6.成品率很难控制；7.不适合制作高功率的加热片。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氮化硅复合发热体，不存在金属与氮化硅界面，强度高、不易短路、断路，安全性高。本发明的另一目的在于提供一种上述氮化硅复合发热体的制作方法，采用震荡烧结工艺，将金属粉体与氮化硅粉体烧结一体，获得性能佳的发热体，适合制作大功率的复合发热体。为实现上述目的，本发明提供一种氮化硅复合发热体，其包括发热源及发热本体， 发热本体包括粉体组分铜、钼、镍及氮化硅，发热源包括粉体组分钨，上述各粉体组分重量份如下铜2-4份、钼25-30份、镍15-20份、氮化硅6_23份、及钨35-40份。本发明还提供一种上述氮化硅复合发热体的制作方法，包括如下步骤步骤1、提供原料粉体并制备钨粉坯体，原料粉体包括钨35-40份、铜2-4份、钼 25-30份、镍15-20份、及氮化硅6-23份；步骤2、制作氮化硅坯体将铜、钼、镍、及氮化硅粉体按比例混合，放入金属模具中压制，形成氮化硅坯体；步骤3、毛坯成型将钨粉坯体放入氮化硅坯体中，加压，使得钨粉坯体完全包裹于氮化硅坯体中，制得毛坯；步骤4、震荡烧结；步骤5、冷却，制得氮化硅复合发热体。步骤1中将钨粉体放入模具中进行压制，形成钨粉坯体，备用。所述钨粉坯体为发热源坯体，氮化硅坯体为发热本体坯体。
所述步骤3中，采用模具将钨粉坯体压制在氮化硅坯体中，该模具中间设有插销， 通过该插销将钨粉坯体包裹于氮化硅毛坯中，压制制得坯体。步骤4中采用双向热压震荡烧结炉以60-150吨双向压力对毛坯进行震荡烧结，烧结温度为1500-1800°C。本发明的有益效果是本发明的氮化硅复合发热体，将多种经特质可控电阻的金属粉体压入氮化硅粉体内，经震荡烧结，使粉体与粉体之间相互很好地嵌合一体，成品合格率高，获得的发热体内不存在任何烧结后的界面，使强度大大提高，不易断路、短路，安全性大大提高，适合制作大功率的加热片，可最大效率实现电热转换。
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式
详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。附图中，图1为本发明的氮化硅复合发热体的制作方法流程图。
具体实施例方式本发明的氮化硅复合发热体，包括发热本体及发热源，该氮化硅复合发热体由金属粉体及陶瓷粉体震荡烧结而成，各粉体组分及其重量份如下铜(Cu) 2-4份、钼 (Mo) 25-30份、钨(W) 35-40份、镍(Ni) 15-20份、及氮化硅(Si3N4)6-23份。其中陶瓷粉体为氮化硅粉体，与铜、钼及镍粉体等作为发热本体的原料组分，钨粉体作为发热源的原料组分。如图1所示，本发明氮化硅复合发热体的制作方法，包括如下步骤步骤1、提供原料粉体并制备钨粉坯体，各原料粉体包括钨35-40份、铜2_4份、 钼25-30份、镍15-20份、及氮化硅6-23份。钨粉坯体的制备将钨粉体放入模具中进行压制，形成钨粉坯体，备用，该钨粉坯体为发热源坯体。步骤2、制作氮化硅坯体将铜、钼、镍、及氮化硅粉体按比例混合，放入金属模具中压制，形成氮化硅坯体，该氮化硅坯体即为发热本体坯体。步骤3、毛坯成型将上述预先压制成的钨粉坯体放入氮化硅坯体中，采用特制模具将钨粉坯体压制在氮化硅坯体中，该特制模具是在现有技术采用的模具上通过在其中间设插销改良制成，通过该插销可顺利将钨粉坯体压制包裹于氮化硅坯体中，再次加压，制得毛坯，该毛坯即为所述发热体毛坯。步骤4、震荡烧结；采用双向热压震荡烧结炉，将上述制成的毛坯放入其中，抽真空，充氮气，以60-150吨双向压力、一定振荡频率对坯体进行震荡烧结，振荡频率视产品尺寸而定，烧结温度为1500-1800°C。采用双向热压震荡烧结，可很好将毛坯中的氮化硅粉体与钨粉体紧密融合，促使氮化硅坯体与钨粉坯体更好组合成一体，而不存在烧结界面。步骤5、冷却，制得氮化硅复合发热体，该制得的氮化硅复合发热体，其内部均勻， 不存在所述金属粉体与氮化硅粉体界面，强度高、不易短路、断路，安全性高。综上所述，本发明的氮化硅复合发热体，将多种经特质可控电阻的金属粉体压入氮化硅粉体内，经震荡烧结，使粉体与粉体之间相互很好地嵌合一体，成品合格率高，获得的发热体内不存在任何烧结后的界面，使强度大大提高，不易断路、短路，安全性大大提高， 适合制作大功率的加热片，可最大效率实现电热转换。 以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种氮化硅复合发热体，其特征在于，其包括发热源及发热本体，发热本体包括粉体组分铜、钼、镍及氮化硅，发热源包括粉体组分钨，上述各粉体组分重量份如下铜2-4 份、钼25-30份、镍15-20份、氮化硅6-23份、及钨；35_40份。
2.一种氮化硅复合发热体的制作方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1、提供原料粉体并制备钨粉坯体，原料粉体包括钨35-40份、铜2-4份、钼25-30 份、镍15-20份、及氮化硅6-23份；步骤2、制作氮化硅坯体将铜、钼、镍、及氮化硅粉体按比例混合，放入金属模具中压制，形成氮化硅毛坯；步骤3、毛坯成型将钨粉坯体放入氮化硅坯体中，加压，使得钨粉坯体完全包裹于氮化硅坯体中，制得毛坯；步骤4、震荡烧结；步骤5、冷却，制得氮化硅复合发热体。
3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，步骤1中将钨粉体放入模具中进行压制，形成钨粉坯体，备用。
4.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述钨粉坯体为发热源坯体，氮化硅坯体为发热本体坯体。
5.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述步骤3中，采用模具将钨粉坯体压制在氮化硅坯体中，该模具中间设有插销，通过该插销将钨粉坯体包裹于氮化硅毛坯中，压制制得坯体。
6.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，步骤4中采用双向热压震荡烧结炉以 60-150吨双向压力对毛坯进行震荡烧结，烧结温度为1500-1800°C。
全文摘要
本发明提供一种氮化硅复合发热体及其制作方法，该氮化硅复合发热体包括发热源及发热本体，发热本体包括粉体组分铜、钼、镍及氮化硅，发热源包括粉体组分钨，上述各粉体组分重量份如下铜2-4份、钼25-30份、镍15-20份、氮化硅6-23份、及钨35-40份。其制作方法包括步骤1、提供原料粉体并制备钨粉坯体；步骤2、制作氮化硅坯体；步骤3、毛坯成型；步骤4、震荡烧结；步骤5、冷却。本发明的氮化硅复合发热体，将多种经特质可控电阻的金属粉体压入氮化硅粉体内，经震荡烧结，使粉体与粉体之间相互很好地嵌合一体，成品合格率高，获得的发热体内不存在任何烧结后的界面，使强度大大提高，不易断路、短路，安全性大大提高，适合制作大功率的加热片，可最大效率实现电热转换。
文档编号H05B3/12GK102300347SQ20111019600
公开日2011年12月28日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者邓湘凌 申请人:邓湘凌