专利名称：一种氮化硅发热体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及氮化硅发热体及其制造方法，更确切的说是以锂酸钇为烧结助剂的常
压低温烧结制备氮化硅发热体的低成本方法，属于电热元件制造领域。
背景技术：
目前的氮化硅发热体制造方法有两种；一种是高温高压工艺(CN99113534. 2)， 该方法工艺成熟可靠。但是，能耗极大，不能连续生产，生产效率低，后续加工余量大，从 而造成产量小，成本高，限制了氮化硅发热体的推广使用。另外一种是低温无压烧结工艺 (CN200510034046. 6)，该工艺相对于前者，具有能耗低，表面光洁度高的优点，但是却有弯 曲变形大或引线处断裂比例高或长期工作引线容易烧损等缺点。这也是该类型工艺至今无 法实现工业化生产的主要原因。
发明内容
本发明旨在提供一种常压低温下进行大规模生产，后续加工成本低，成品率高，使 用寿命长的氮化硅发热体及其制备方法。 本发明通过如下方法制造氮化硅发热体包括模压混合好的氮化硅粉料，然后 脱胶，高温烧结，冷却至室温，其特征在于，常温压制后把坯料在300 450 °C脱胶，在 1480——160(TC氮气氛的烧结炉中烧结。 显然，本发明提供的制备方法与现有技术相比具有如下的优点 1 、在较低的温度下常压烧结。 2 、在较短的时间内完成脱胶、烧结、冷却工艺。 3、所制备的氮化硅发热体具有较大的比重和较好的绝缘性能。
图1是本发明的工艺流程 图2是电热丝与预埋引线的连接方式示意图
具体实施例方式
下面通过具体实施例，进一步阐明本发明的实质性特点和显著的技术进步，但本
发明决非仅局限于实施例。 实施例1 (1)配料将80克锂酸钇、800克氮化硅、80克高纯硅粉、40克聚乙烯醇溶液在行 星磨中研磨1小时。 (2)绕丝套接按照功率的要求裁取鸨丝并绕丝，引出材料亦绕成。1. 5mm的螺 旋，将钨丝插入钼丝的螺旋中待用。 (3)压制按计算的重量称重，先倒入一半的粉料，刮平，放入钨丝与钼丝的螺旋套，倒入其余粉料，加到额定压力，保压1分钟，退模，取出压坯。 (4)干燥压坯在8(TC干燥30分钟。 (5)脱胶干坯在35(TC脱胶60分钟。 (6)烧结脱胶坯在氮气氛100帕、148(TC烧结5小时，冷却3小时。 实施例2 (1)配料将60克锂酸钇、900克氮化硅、10克高纯硅粉、30克聚乙烯醇溶液在行
星磨中研磨1小时。 (2)绕丝套接同实施例1。 (3)压制同实施例1。 (4)干燥压坯在80°C干燥30分钟。 (5)脱胶干坯在40(TC脱胶60分钟。 (6)烧结脱胶坯在氮气氛100帕、154(TC烧结4. 5小时，冷却3小时。 实施例3 (1)配料将60克锂酸钇、800克氮化硅、90克高纯硅粉、40克聚乙烯醇溶液在行
星磨中研磨1小时。 (2)绕丝套接同实施例1 。 (3)压制同实施例1。 (4)干燥压坯在90°C干燥30分钟。 (5)脱胶干坯在45(TC脱胶60分钟。 (6)烧结脱胶坯在氮气氛100帕、160(TC烧结4小时，冷却3小时。 实施例4 (1)配料将70克锂酸钇、820克氮化硅、80克高纯硅粉、30克聚乙烯醇溶液在行
星磨中研磨1小时。 (2)绕丝套接同实施例1 。(3)压制同实施例1。 (4)干燥压坯在8(TC干燥30分钟。 (5)脱胶干坯在35(TC脱胶60分钟。 (6)烧结脱胶坯在氮气氛100帕、154(TC烧结4. 5小时，冷却3小时。 实施例5 (1)配料将90克锂酸钇、850克氮化硅、10克高纯硅粉、50克聚乙烯醇溶液在行
星磨中研磨1小时。 (2)绕丝套接同实施例1 。 (3)压制同实施例1。 (4)干燥压坯在90°C干燥30分钟。 (5)脱胶干坯在40(TC脱胶60分钟。 (6)烧结脱胶坯在氮气氛100帕、160(TC烧结4小时，冷却3小时。 实施例6 (1)配料将100克锂酸钇、800克氮化硅、50克高纯硅粉、50克聚乙烯醇溶液在行星磨中研磨1小时。[OO49] (2)绕丝套接同实施例1 。 (3)压制同实施例1。
(4)干燥压坯在90。C干燥30分钟。 (5)脱胶y坯在450 °C脱胶60分钟。 (6)烧结脱胶坯在氮气氛100帕、148(TC烧结5小时，冷却3小时。 实施例1-6的烧结坯的密度分别为3. 12g/cm3、3. 15g/cm3、3. 19g/cm3、3. 16g/cm3、
3. 14g/cm 是理论密度的90. 70%、91. 57%、92. 73%、91. 87%、91. 28%。泄露电流等均符
合JB/T10320-2002《家用和类似用途氮化硅电热元件》的要求。从上述实施例可以看出，
本发明获得了符合使用要求的氮化硅发热体。
权利要求
一种制造氮化硅发热体的方法，包括模压混合好的氮化硅粉料，然后脱胶，高温烧结，冷却至室温，其特征在于，常温压制后把坯料在300～450℃脱胶，在1450-1600℃氮气氛的烧结炉中烧结。
2. 根据权利要求1所述的制造氮化硅发热元件的方法，其特征在于，氮化硅粉料是由 氮化硅、钇酸锂、高纯硅粉以及聚乙烯醇水溶液(10%)组成的混合物，其比例分别在80 90%、6 10%、1 9%、3 5%之间。
3. 根据权利要求l所述的制造氮化硅发热元件的方法，其特征在于，氮化硅中a相、 钇酸锂、高纯硅粉以及聚乙烯醇各自的纯度按重量计为95%以上、95%以上、99. 99%以上、 98%以上，粒度分布范围均在0. 3 30微米之间。
4. 根据权利要求1所述的制造氮化硅发热元件的方法，其特征在于，置入坯料中的发 热丝插入绕成螺旋形式的引出丝中。
5. 根据权利要求1所述的制造氮化硅发热元件的方法，其特征在于，脱胶工艺温度在 350 40(TC，烧结工艺温度在1450 160(TC之间。冷却工艺为氮气氛自然冷却。
6. 根据权利要求1所述的制造氮化硅发热元件的方法，其特征在于，烧结气氛为氮气 氛，气压在100 300帕之间。
全文摘要
本发明公开了一种属于电热元件领域的氮化硅发热元件及其制造方法。利用本方法可以显著降低生产成本，提高劳动生产率，并延长发热元件的使用寿命。本发明通过下列技术方案实现将氮化硅与锂酸钇、高纯硅粉等混和均匀，称量定重的粉料倒入模具中，把套接好的钨丝与钼丝置于粉料中，压制，在300～450℃脱胶，在氮气氛1480—1600℃下烧结，冷却至室温，磨削加工，焊接引线即得。
文档编号C04B35/622GK101747045SQ200810183928
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月11日 优先权日2008年12月11日
发明者李明 申请人:李明