专利名称：碳化硅电热元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碳化硅电热元件，尤其涉及硅碳棒部件。
背景技术：
碳化硅电热元件是广泛用于各种电炉、电窑的发热体，电热元件硅碳棒广 泛应用于冶金、机械、轻工、化工、电子、硅酸、国防工业、科学研究及医药
卫生等部门的高温技术领域。可以制成棒状、u型、管状等形式。目前的硅碳
棒生产工艺是由三大部分系列工艺，52道工序形成，三大部分为冷端部工艺、 热端部工艺和焊接工艺，由于系列工艺多、工序长，其生产周期长达50多天， 工人劳动强度大，工作环境恶劣；综合成品率(从投入原料到出成品)仅为30% 左右，利润仅为产值的10%左右。而且，由于材料在成形中的电阻值无法控制， 使生产出的电热硅碳棒的阻值随机性非常大，而用户只能在成品中通过测试而 达到满足，从而使得商品率非常低，由于烧成温差大及炉内二氧化硅气体浓度 差大、微量杂质变化等，使棒的电阻值不易控制，电阻值偏差大于±30%,其它 指标如红热均匀度的均一性热均匀度的均一性亦较差，质量难以控制，且生产 中排出大量一氧化碳气体，不利于环保。中国专利01107837.5公开了一种碳化 硅电热元件及生产工艺，在碳化硅与粘合剂混匀，成型后，经干燥、烧成及烧 成后处理，所述烧成为连续高温烧成工艺，预热温度为300-800°C,高温烧成温 度为2400-2500°C。生产周期缩短到7天左右，综合成品率上升到80°/。左右。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳化硅电热元件，其电阻率低、生产成本低、无环境污染、生产周期缩短到2天左右、综合成品率由80%左右提高到高于95%。 本发明是通过如下技术方案来实现的
碳化硅电热元件，由碳化硅及粘合剂组成，所述粘合剂为高分子粘合剂或 糊精粘合剂，粘合剂占碳化硅重量的2-3%。
所述的高分子粘合剂可以是聚乙烯类粘合剂，也可以是纤维素类粘合剂。 所述的糊精粘合剂为淀粉类粘合剂。
所述的碳化硅电热元件，其原料为碳化硅、润滑剂、碳、粘合剂和水，配 料时碳化硅、润滑剂、碳与粘合剂、水的重量比为28-36%。 所述的润滑剂为石墨。
所述的碳化硅电热元件，其原料配料时粘合剂与水的重量为碳化硅重量的 5-10%。
所述的碳化硅电热元件为硅碳棒冷端部。
所述的纤维素类粘合剂釆用甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素，优 选甲基纤维素，对甲基纤维素的优选条件是甲氧基含量为27.5-31.5%，粘度为 1500-8000mPas.s (20°C, 2%时)；对乙基纤维素的优选条件是其醚化度为Y =100-150，对羧甲基纤维素的优选条件是其醚化度为Y =30-60,粘度为> 800mPa,s (20°C, 2%时)。
所述的甲基纤维素，其甲氧基含量为27.5-31.5%，在温度为2(TC、甲基纤维 素质量浓度为2y。时的粘度为1500-8000mpa. s。
本发明的碳化硅电热元件为硅碳棒的冷端部，也可以是其他形式的电热元件。
本发明成型工艺利用螺旋成型挤压机挤压压力小，替代成型模具压制成型，成型模具压制成型工作压力大， 一般在2兆帕左右，减少了设备投入；采用烘
干技术取代了倒焰窑和大型电阻炉，烘干温度低，无需烧结，节煤节电，无环
境污染；生产周期缩短为2天；综合成品率高，达95%以上； 本发明与现有技术相比，有如下优点
(1) 釆用烘干技术取代了倒焰窑和大型电阻炉，节煤节电，无环境污染。
(2) 生产周期由7天缩短为2天
(3) 综合成品率由80°/ 左右提高到高于95%。
(4) 产品电阻率低，是现有技术的40-50%。
(5) 成型压力小，减少设备投入。
(6) 生产成本低。
具体实施例方式
现结合实施例对本发明作进一步描述
实施例1
一种碳化硅电热元件，其为硅碳棒冷端部，由碳化硅及粘合剂组成，所述 粘合剂为甲基纤维素，甲基纤维素占碳化硅重量的2%，甲基纤维素的甲氧基含 量为30°/。，粘度为3000mPas.s (20°C, 2%时)；其生产原料为碳化硅、石墨、碳、 甲基纤维素和水，配料时碳化硅、石墨、碳与甲基纤维素、水的重量比为30%; 甲基纤维素与水的重量为碳化硅重量的8%。
实施例2
一种碳化硅电热元件，其为硅碳棒冷端部，由碳化硅及粘合剂组成，所述 粘合剂为羧甲基纤维素，羧甲基纤维素占碳化硅重量的2%,羧甲基纤维素的醚 化度Y为50，粘度为lOOOmPa.s (20°C， 2%时)；其生产原料为碳化硅、石墨、碳、羧甲基纤维素和水，配料时碳化硅、石墨、碳与羧甲基纤维素、水的重量
比为30%;羧甲基纤维素与水的重量为碳化硅重量的8%。 实施例3
一种碳化硅电热元件，其为硅碳棒冷端部，由碳化硅及粘合剂组成，所述 粘合剂为乙基纤维素，乙基纤维素占碳化硅重量的2%，乙基纤维素的醚化度y 为120;其生产原料为碳化硅、石墨、碳、乙基纤维素和水，配料时碳化硅、石 墨、碳与乙基纤维素、水的重量比为30%;乙基纤维素与水的重量为碳化硅重量 的8%。
本发明得到硅碳棒冷端部与发热部焊接组装成硅碳棒，广泛应用于各种电 炉、电窑的发热体。通过本发明的生产工艺，得到的硅碳棒发热部各项性能指 标均达到了硅碳棒行业标准(JB/T3890-1999《硅碳棒》)。
以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例， 不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可 根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替 换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
1、碳化硅电热元件，由碳化硅及粘合剂组成，其特征在于所述粘合剂为高分子粘合剂和糊精粘合剂，粘合剂占碳化硅重量的2-3％。
2、 根据权利要求l所述的碳化硅电热元件，其特征在于所述的高分子粘 合剂可以是聚乙烯类粘合剂，也可以是纤维素类粘合剂。
3、 根据权利要求l所述的碳化硅电热元件，其特征在于所述的糊精粘合 剂为淀粉类粘合剂。
4、 根据权利要求l所述的碳化硅电热元件，其特征在于原料为碳化硅、 润滑剂、碳、粘合剂和水，配料时碳化硅、润滑剂、碳与粘合剂、水的重量比 为28-36%。
5、 根据权利要求4所述的碳化硅电热元件，所述的润滑剂为石墨。
6、 根据权利要求4所述的碳化硅电热元件，其特征在于配料时粘合剂与 水的重要为碳化硅重量的5-10%。
7、 根据权利要求l所述的碳化硅电热元件，其特征在于其为硅碳棒冷端 部。
8、 根据权利要求2所述的碳化硅电热元件，其特征在于所述的纤维素类 粘合剂釆用甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素，优选甲基纤维素，对甲 基纤维素的优选条件是甲氧基含量为27.5-31.5°/。，粘度为1500-8000mPas.s (20 'C， 2%时)；对乙基纤维素的优选条件是其醚化度为Y=100-150，对羧甲基纤维 素的优选条件是其醚化度为Y =30-60，粘度为>800mPa.s (20°C， 2%时)。
9、 根据权利要求8所述的碳化硅电热元件，其特征在于所述的甲基纤维 素，其甲氧基含量为27.5-31.5%,在温度为2(TC、甲基纤维素质量浓度为2%时的 粘度为1500-8000mpa. s。
全文摘要
本发明公开了一种碳化硅电热元件，由碳化硅及粘合剂组成，所述粘合剂为高分子粘合剂或糊精粘合剂，粘合剂占碳化硅重量的2-3％。该产品电阻率低、生产成本低、无环境污染、生产周期缩短到2天左右、综合成品率由80％左右提高到高于95％。
文档编号C09J103/02GK101562915SQ200810023720
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月17日 优先权日2008年4月17日
发明者叶明华 申请人:泰州市环能硅碳棒制造有限公司