一种耐高压陶瓷发热体的制备方法与流程

文档序号:16641668发布日期:2019-01-16 07:37阅读:377来源:国知局

本发明涉及一种陶瓷发热体工艺,具体为一种耐高压陶瓷发热体的制备方法。



背景技术:

陶瓷发热体是一种高效热分部均匀的发热体、热导性极佳的金属合金,确保热面温度均匀,消除了设备的热点及冷点。陶瓷发热体分两种,分别是ptc陶瓷发热体和mch陶瓷发热体。这两种产品所使用的材质是完全不同的,只是成品类似于陶瓷,所以统称为“陶瓷发热元件”。ptc陶瓷发热体是热敏电阻,采用ptc陶瓷发热元件与铝管组成。有热阻小、换热效率高的优点,是一种自动恒温、省电的电加热器;mch陶瓷发热体使用氧化铝陶瓷是一种新型高效环保节能陶瓷发热元件,内置电热丝,相比ptc陶瓷发热体,具有相同加热效果情况下节约20-30%电能。

现有的陶瓷发热体的制备通常是先通过流延成型制备成陶瓷基体,然后在基体上丝印电路,再与陶瓷体复合烧结,这种方法得到产品的机械强度差,且层与层之间的粘结性能较差,影响陶瓷发热体的使用寿命。为了解决上述问题,在中国专利cn100496169c中公开一种六层结构全陶瓷电热体,该六层结构的全陶瓷电热体包含内导电层、内电阻层、内绝缘层、外电阻层、外导电层、外绝缘层及中央电极插孔,内导电层位于电热体的中央,中央电极插孔位于内导电层底端的中央;内电阻层分为二段,下段的外径大于上段的外径,内电阻层的下段包于内导电层之外;内绝缘层分为三段,其中段外径大于其上段外径,其下段外径大于其中段外径,内绝缘层的上段包于内电阻层的上段之外,内绝缘层的中段及下段包于内电阻层的下段之外;外电阻层分为二段,其上段包于内绝缘层的上段之外,外电阻层的下段包于内绝缘层的中段之外,外电阻层的下段外径小于内绝缘层的下段的外径;在内绝缘层的上段顶端有联通孔,外电阻层的部分材料与内电阻层的部分材料在联通孔处联通;外导电层包在外电阻层的下段之外,外导电层分为二段,其下段的外径等于内绝缘层的下段的外径,外导电层上段的外径小于外导电层小段的外径,外导电层下段为旁电极连接处;外绝缘层包在外导电层的上段之外。”该产品长时间通电使用过程中中心电极焊接处耐压能力差,严重影响产品寿命,电热体表面缺陷多,一次通电时长短。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种耐高压陶瓷发热体的制备方法,解决上述背景中提出的问题。一种耐高压陶瓷发热体的制备方法,包括以下步骤:

陶瓷基体的制备:将氧化锆或氧化铝陶瓷粉体流延或凝胶成型得到陶瓷坯体,将陶瓷坯体激光划线或冲片加工得到陶瓷基体;

印刷过渡层:在所述陶瓷基体上印刷过渡层浆料,烧结成型;

印刷电极层:在所述过渡层上印刷电极层浆料,烧结成型;

印刷电阻层:在所述过渡层上印刷电阻层浆料,烧结成型,所述电阻层和电极层部分重叠;

印刷电极线路层:在所述电极层上印刷电极线路浆料,烧结成型;

印刷保护釉层:在所述电极线路层和电阻层上印刷釉层浆料,烧结成型。

进一步地,所述过渡层烧结温度为1000-1300℃。

进一步地,所述过渡层厚度小于10μm。

进一步地,所述过渡层浆料是由贵金属粉体、高耐热材料分散在粘结剂中制备而得。

进一步地,所述贵金属粉体和高耐热材料的质量比为1:0.1-1:9,所述贵金属粉体和高耐热材料的总质量与粘结剂的质量比为1:0.2-1:2。

进一步地,所述贵金属粉体为金、银、钌、铑、钯、铱和铂中的一种或两种。

进一步地,所述粘结剂由有机溶剂、添加剂和增塑剂按质量比为1:(0.03~0.2):(0.03~0.2)混合而成。

进一步地,所述的有机溶剂为松油醇,所述的添加剂为乙基纤维素或聚乙烯醇缩丁醛,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、柠檬酸三丁酯或聚乙二醇。

进一步地,所述电极层、电阻层、电极线路层、保护釉层烧结温度为800-1000℃。

进一步地,所述陶瓷基体在印刷过渡层前进行表面处理。

所述陶瓷基体包括无缝连接的陶瓷圆锥体和陶瓷圆柱体,所述陶瓷圆锥体的直径不大于陶瓷圆柱体的直径,陶瓷圆锥体为空心陶瓷圆锥体,陶瓷圆柱体为空心陶瓷圆柱体,节约材料,提高导热性能;所述电极层上印刷电极线路层,所述电极线路层包括第一电极和第二电极,所述第一电极和第二电极平行并且长度相同;所述电阻层包括第一发热端和第二发热端,所述第一发热端和第二发热端连通,所述第一发热端和第二发热端平行并且长度相同,所述第一发热端与第一电极连接,所述第二发热端与第二电极连接;所述保护釉层为网状结构,所述保护釉层覆盖陶瓷圆锥体和陶瓷圆柱体的部分,露出部分电极端。

有益效果:

1、本发明通过在陶瓷基体上增加一层过渡层,过渡层由贵金属粉体、高耐热材料以及粘结剂烧结而成,增强了陶瓷发热体的耐压性能,使陶瓷发热体耐压达到4.5v。

2、本发明通过在陶瓷基体上单层烧结过渡层、电极层、电阻层和保护釉层,增加陶瓷发热体层与层之间粘结力。

3、本发明的陶瓷基体在印刷过渡层前进行表面处理,去除基体表面的熔渣,减少陶瓷发热体的表面缺陷。

4、抽取1/5000进行抗老化检测,产品重复使用电阻稳定,而且使用寿命长。

具体实施方式

实施例1

一种耐高压陶瓷发热体的制备方法,包括以下步骤:

陶瓷基体的制备:将氧化锆或氧化铝陶瓷粉体流延或凝胶成型得到陶瓷坯体,将陶瓷坯体激光划线或冲片加工经表面处理得到陶瓷基体;

印刷过渡层:在所述陶瓷基体上印刷过渡层浆料,烧结成型,烧结温度为1200℃,所述过渡层厚度为12μm;所述过渡层浆料是由银、钯、高耐热材料分散在粘结剂中制备而得,所述粘结剂为松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯和柠檬酸三丁酯按照1:0.1:0.1混合制得;所述银、钯的质量和高耐热材料的质量比为0.5:0.9;所述银、钯和高耐热材料的总质量与粘结剂的质量比为1:0.5;

印刷电极层:在所述过渡层上印刷电极层浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

印刷电阻层:在所述过渡层上印刷电阻层浆料,烧结成型,烧结温度830℃,所述电阻层和电极层部分重叠;

印刷电极线路层:在所述电极层上印刷电极线路浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

印刷保护釉层:在所述电极线路层和电阻层上印刷釉层浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

将烧好的大片陶瓷发热体分开呈小片;

检验,检测电阻,外观等;

外型尺寸修整;

抽1/5000作老化试验;

最终全检,合格品入库。

经检测,陶瓷发热体耐压达到4.0v,产品重复使用电阻稳定,而且使用寿命长。

实施例2

一种耐高压陶瓷发热体的制备方法,包括以下步骤:

陶瓷基体的制备:将氧化锆或氧化铝陶瓷粉体流延或凝胶成型得到陶瓷坯体,将陶瓷坯体激光划线或冲片加工经表面处理得到陶瓷基体;

印刷过渡层:在所述陶瓷基体上印刷过渡层浆料,烧结成型,烧结温度为1200℃,所述过渡层厚度为8μm;所述过渡层浆料是由银、钯、高耐热材料分散在粘结剂中制备而得,所述粘结剂为松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯和柠檬酸三丁酯按照1:0.1:0.2混合制得;所述银、钯的质量和高耐热材料的质量比为1:5;所述银、钯和高耐热材料的总质量与粘结剂的质量比为1:1;

印刷电极层:在所述过渡层上印刷电极层浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

印刷电阻层:在所述过渡层上印刷电阻层浆料,烧结成型,烧结温度830℃,所述电阻层和电极层部分重叠;

印刷电极线路层:在所述电极层上印刷电极线路浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

印刷保护釉层:在所述电极线路层和电阻层上印刷釉层浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

将烧好的大片陶瓷发热体分开呈小片;

检验,检测电阻,外观等;

外型尺寸修整;

抽1/5000作老化试验;

最终全检,合格品入库。

经检测,陶瓷发热体耐压达到4.5v,产品重复使用电阻稳定,而且使用寿命长。

对比例1

一种耐高压陶瓷发热体的制备方法,包括以下步骤:

陶瓷基体的制备:将氧化锆或氧化铝陶瓷粉体流延或凝胶成型得到陶瓷坯体,将陶瓷坯体激光划线或冲片加工经表面处理得到陶瓷基体;

印刷电极层:在所述陶瓷基体上印刷电极层浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

印刷电阻层:在所述陶瓷基体上印刷电阻层浆料,烧结成型,烧结温度830℃,所述电阻层和电极层部分重叠;

印刷电极线路层:在所述电极层上印刷电极线路浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

印刷保护釉层:在所述电极线路层和电阻层上印刷釉层浆料,烧结成型,烧结温度830℃;

将烧好的大片陶瓷发热体分开呈小片;

检验,检测电阻,外观等;

外型尺寸修整;

抽1/5000作老化试验;

最终全检,合格品入库。

经检测,陶瓷发热体耐压达到3.5v,产品重复使用电阻不稳定。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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