具有至少两种导电材料的导电多孔烧结体及其制造方法与流程

本发明总体上涉及一种导电多孔烧结体。本发明尤其涉及一种用于储存和可控地递送可蒸发的物质的蒸发器单元，其包括液体储存器或液体贮存器以及加热单元。在此情况下，特别是可以将所述蒸发器单元用于电子香烟、药品的给药装置、房间加湿器和/或可加热的蒸发器。在此，这些蒸发器可以是用于将物质以气体、蒸汽和/或气溶胶的形式提供、递送和/或扩散至诸如室内空气的气相中的装置。所述物质例如可以是香料或活性成分、特别是驱虫剂。电子香烟(以下也被称为电子烟)或类似的装置(如电烟斗或水烟)越来越多地被用作烟草香烟的替代品。电子烟通常包括烟嘴和蒸发器单元以及与这个蒸发器单元作用性连接的电源。蒸发器单元具有与加热元件连接的液体储存器。某些药品、特别是用于对呼吸道和/或口腔粘膜和/或鼻粘膜进行治疗的药品有利地以气态或汽化的形式进行给药，例如作为气溶胶进行给药。可以将根据本发明的蒸发器用于储存和递送此类药品，特别是用于针对此类药品的给药装置中。可加热的蒸发器越来越多地被用于为环境提供香料。特别是，此环境可以是酒吧、酒店大堂和/或车辆内部，例如机动车、特别是乘用车的内部。在此处所使用的蒸发器单元中，液体储存器与加热元件连接。这个液体储存器包含液体，通常为载液(如丙二醇或甘油)，将添加剂(如香料和调味剂和/或尼古丁和/或药品)溶解和/或通常包含在该液体中。通过吸附过程将这个载液结合在液体储存器的内表面上。如果有必要，设有单独的液体储存器，以便向液体储存器中供应液体。储存在液体储存器中的液体通常通过对加热元件进行加热而汽化，从液体储存器的湿润表面解吸并且可被使用者吸入。在此情况下，温度可以达到200℃以上。因此，液体储存器或液体贮存器必须具有高的容纳能力和好的吸附效果，同时，必须在高温下快速释放或输送液体。

背景技术：

1、由现有技术已知用作液体储存器或芯件的不同材料。因此，液体储存器或芯件可由多孔或纤维状的有机聚合物构成。虽然可以很容易地制造相应组件，但在此仍存在风险，例如聚合物材料因组件的干运行而被加热得过高并且分解的风险。这不仅对液体储存器或芯件以及蒸发器单元的使用寿命产生不利影响，而且还存在待蒸发的流体或甚至液体储存器的分解产物被释放并且被使用者吸入的风险。

2、由现有技术已知具有由有机聚合物制成的多孔液体储存器的电子烟。由于聚合物材料的温度稳定性低，因此需要保持加热元件与液体储存器之间的最小距离。这妨碍了蒸发器单元以及电子烟的紧凑结构。作为保持最小距离的替代方案，可以使用通过毛细作用将待蒸发的液体导引至加热线圈上的芯件。这个芯件通常由玻璃纤维制成。虽然这些玻璃纤维具有很高的温度稳定性，但单个玻璃纤维很容易断裂。如果液体储存器自身也是由玻璃纤维制成的，则也会出现类似情形。因此，存在使用者会吸入松散或溶解的纤维碎屑的风险。作为替代方案，也可以使用由纤维素纤维、棉或竹纤维制成的芯件。虽然这些芯件与由玻璃纤维制成的芯件相比，具有低的断裂风险，但其温度稳定性较差。

3、因此，也可以使用蒸发器单元，其液体储存器由多孔玻璃或陶瓷构成。由于这些液体储存器的温度稳定性较高，可以实现蒸发器的更加紧凑的结构以及实现整体电子烟的更加紧凑的结构。

4、在实践中，可以通过低压与高温相结合来实现局部蒸发。就电子烟而言，例如通过在消费过程中抽吸香烟时的抽吸压力来实现低压；因此，通过消费者来进行压力调节。通过加热单元产生液体储存器中蒸发所需的温度。在此情况下，温度通常会达到200℃以上，以便确保快速蒸发。

5、通常由借助电池或蓄电池运行的电加热线圈来提供加热功率。在此情况下，所需的加热功率取决于待蒸发的体积和加热效果。为了避免液体因温度过高而分解，应通过非接触的辐射来实现从加热线圈到液体的热传输。为此，加热线圈应尽可能靠近蒸发表面，但优选不与其发生接触。而如果此线圈接触到表面，则液体通常会过热并且分解。

6、然而，即使在通过非接触式辐射进行热传输时，也可能会出现表面过热的情况。此过热通常局部地发生在蒸发器与加热线圈相对的表面上。如果在工作过程中需要大量蒸汽，并且向蒸发器表面输送液体的速度不够快，则会出现上述情形。因此，无法将加热元件的能量供应用于蒸发，表面会变干并且可能会局部地被加热至远高于蒸发温度的温度和/或会超出液体储存器的温度稳定性。因此，精确的温度调节和/或控制是必要的。但在此情况下，缺点在于由此产生的电子烟的复杂结构，这还表现为高的制造成本。此外，温度控制可能会减少蒸汽的形成，从而降低最大可能的蒸汽强度。

7、ep 2 764 783 a1描述了一种具有蒸发器的电子烟，此蒸发器具有由烧结材料制成的多孔液体储存器。加热元件可以构建为加热线圈或导电涂层，其中所述涂层仅沉积在液体储存器的部分侧面上。因此，蒸发在此也局部地受到限制。

8、us 2011/0226236 a1中描述过一种吸入器，其中液体储存器和加热元件以材料接合的方式相互连接。在此情况下，液体储存器和加热元件形成扁平的复合材料。例如由开孔烧结体制成的液体储存器用作芯件并且将待蒸发的液体传导至加热元件。在此情况下，加热元件施加在液体储存器的表面之一上，例如以涂层的形式施加。因此，在此也局部受限地在表面上进行蒸发，故而也存在过热的危险。

9、为了规避上述问题，现有技术揭示过若干蒸发器单元，其中不仅在液体储存器的表面上进行蒸发，而且在其整个容积内进行蒸发。蒸汽不仅局部地在表面上形成，而且在整个液体储存器的整个容积内形成。因此，液体储存器内的蒸汽压力很大程度上是恒定的，进一步确保液体通过毛细输送到液体储存器表面。相应地，蒸发速度不再因毛细管输送而降到最低。相应蒸发器的前提条件是导电且多孔的材料。如果施加电压，蒸发器的整个体积就会加热，并且在此体积内会到处发生蒸发。

10、us 2014/0238424 a1和us 2014/0238423 a1中描述过相应蒸发器。在此，将液体储存器和加热元件以例如由金属或金属网制成的多孔体的形式结合在一个组件中。然而，此处的缺点在于，在所述的多孔体中，无法简单地调节孔径与电阻的比率。在施敷导电涂层后，也可能会因后续的烧结而引起涂层的降解。

11、然而，上述现有技术中所描述的材料并不合适或者仅在有限的范围内适于借助烧结工艺来制造具有高的、可调节的孔隙率以及良好的导电性的复合材料。一般而言，陶瓷基于其细小的孔隙率和粗糙的表面也难以进行连续涂覆。

12、因此，de 10 2017 123 000 a1描述了包括由玻璃或玻璃陶瓷制成的烧结体的蒸发器，所述烧结体的整个表面具有导电涂层。因此，与仅在外表面具有相应涂层的烧结体不同，蒸发不仅发生在外表面上，而且也发生在烧结体的内部。为了制造相应的蒸发器，首先生产由玻璃或玻璃陶瓷制成的多孔烧结体，在随后的步骤中，为所述烧结体提供相对较厚的导电涂层，例如形式为ito涂层。然而，缺点在于，由于诸如ito等导电材料的材料需求量较大，制造过程变得成本较高。此外，后续的厚涂层的施加可能会对烧结体的特性产生不利影响。特别是烧结体中的小孔可能会被涂层封闭，从而减少烧结体的活性表面。

13、此外，在将玻璃用作烧结体的主成分时，可能会出现烧结体或其前驱体在制造期间的尺寸稳定性低的问题。因此，虽然所使用的玻璃具有良好的接合性能，但为此所需的相对低的软化温度会导致工件在高温下具有低的尺寸稳定性。特别是在制造具有对于用作蒸发器或液体储存器而言所需的高孔隙率的烧结体时，这可能会导致工件在烧结过程期间变形或收缩。除了生坯与烧结体之间的低的形状精度之外，此点也可能会对烧结体的孔隙率产生不利影响。因此，主要将成孔剂用于已知的工艺中，这些成孔剂只有在烧结过程完成后才会从烧结体中被去除，从而在烧结期间稳定工件。所使用的成孔剂通常为具有较高温稳定性和较高熔点的水溶性盐类。然而，此工艺的缺点在于，只有有限的成孔剂可供选择。此外，还需要另一工艺步骤来洗掉成孔剂。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种烧结体，所述烧结体特别是适于用作电子香烟和/或药品的给药装置和/或香料的加热蒸发器中的蒸发器并且不具有上述的缺点。本发明的另一目的是提供一种包括烧结体的蒸发器。因此，本发明力求提供良好的可加热性以及电阻和液体储存器的孔隙率的易调节性。本发明的另一目的是提供一种制造相应导电烧结体的方法。此外，本发明的一个目的在于，能够将所述烧结体用于蒸发器中。

2、本发明用以达成上述目的的解决方案已经由独立专利权利要求的主题解决了。本发明的有利的实施方式和改进方案为从属权利要求的主题。

3、根据本发明的烧结体特别适于在蒸发器单元中使用。根据本发明的蒸发器包括导电烧结体。

4、所述导电烧结体由至少两种导电材料和至少一种介电材料构成的复合材料形成。在此情况下，所述烧结体具有至少一种第一导电材料和至少一种第二导电材料，其中所述第一导电材料与所述第二导电材料相比具有更低的电导率。所述第一导电材料的电导率优选低于30s/μm，特别是最高至10s/μm。此外，所述第二导电材料的电导率优选高于10s/μm，特别优选高于30s/μm。一般而言，在此所提及的电导率值指的是在室温下的电导率值。

5、特别是，所述至少一种第一导电材料形成所述烧结体的框架。这个框架用于实现稳定的元件，其在烧结温度下也保持机械稳定。

6、根据一个优选的实施方式，所使用的导电材料中的至少一种，即第一或第二导电材料，具有电阻，所述电阻具有正温度系数。特别优选地，两种导电材料均具有这种正温度系数。此点有利于对烧结体的电加热进行调控并且有助于从室温开始的快速加热。

7、在多孔蒸发器中，通过吸附相互作用来储存载液，所述载液例如可以包含香料和调味剂和/或药品，包括载液也是可以与活性成分和/或尼古丁形成溶液的合适液体。在施加电压时，通过蒸发器的导电性产生高温，从而使载液汽化，从蒸发器的润湿表面解吸，并且可由使用者来吸入蒸汽。

8、就烧结体的体积而言，烧结体的开孔孔隙率在10％至90％的范围内，优选在50％至75％的范围内。由此，烧结体具有大的内表面用于解吸，同时具有高的机械稳定性，并且能够实现待蒸发的液体或待蒸发的介质的良好持续流动。

9、优选地，总孔隙体积的至少90％、特别是至少95％作为开孔孔隙而存在。在此情况下，可以借助根据din en iso 1183和din 66133的测量法来测定开孔孔隙率。这个烧结体优选仅包含一小部分的闭孔。因此，所述烧结体仅具有低的死体积，即无助于吸收和排出待蒸发的液体的体积。

10、优选地，所述烧结体的闭孔的比例低于所述烧结体的总体积的15％，或者甚至低于10％。为了测定闭孔的比例，可以如上所述测定开孔孔隙率。

11、根据主体的密度计算出总孔隙率。在此情况下，闭孔的比例为总孔隙率与开孔孔隙率之差。根据本发明的一个实施方式，所述烧结体的闭孔的比例甚至低于总体积的5％，这可能是由于工艺原因而引起的。

12、所述烧结体包含以下材料中的一种作为介电材料：玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、塑料，或包含上述材料的组合。

13、在此情况下，介质材料和导电材料形成烧结体的复合材料。在本发明中，电介质或介电材料特别是指的是弱导电性或不导电的物质，其中，所存在的电荷载流子无法自由移动或者至少在室温下无法自由移动。

14、介电材料的比例至少为5vol％，其中本发明的一个实施方式提出，复合材料中介电材料的比例在5vol％至70vol％的范围内，优选在10vol％至50vol％的范围内。复合材料中导电材料的总比例最多为95vol％。根据本发明的一个实施方式，复合材料中导电材料的总比例为30vol％至95vol％，优选为50vol％至90vol％。在此情况下，上述比例是涉及烧结体的复合材料，即在此不考虑烧结体中的孔隙体积或孔隙的体积分数。

15、根据一个实施方式，所述烧结体包含至少两种不同的介电材料。特别是，所使用的介电材料在室温下没有展现出明显的电导率。

16、在根据本发明的烧结体中，通过所述介电材料将所述导电材料相互连接。第一导电材料的电导率优选在不超过＜30s/μm的范围内，优选在0.01至20s/μm的范围内，特别优选在1至10s/μm的范围内，第二导电材料的电导率优选在≥10s/μm的范围内，优选＞20s/μm，最优选＞30s/μm，特别是在不超过70s/μm的范围内。在此情况下，烧结体中第一导电材料的比例大于第二导电材料的比例。结合上述第一和第二导电材料的不同电导率，这使得烧结体在根据本发明的范围内具有可调节的电导率，同时具有较高的机械强度。因此，通过第一导电材料特别是能够实现烧结体的高的机械强度和形状精度。与采用具有高电导率的材料有所不同，通过第一导电材料的最高30s/μm的相对较低的电导率，第一导电材料的含量不再指数级地影响烧结体的电导率，而是近似线性地影响烧结体的电导率。此举实现了烧结体的电导率的良好可调节性。这样就能实现具有高含量的第一导电材料的烧结体，而不会过度提高烧结体的电导率。除了良好的机械强度外，实现了在整个烧结体内具有高均匀性的基本电导率，特别是在第一导电材料的含量相对较高的实施方式中。在此情况下特别有利的是，复合材料中第一导电材料的含量为30vol％至90vol％，优选为40vol％至80vol％，特别优选为55vol％至75vol％。根据本发明的另一实施方式，复合材料中第一导电材料的含量为30vol％至80vol％，优选为40vol％至70vol％，特别优选为50vol％至65vol％。可以特别根据导电材料的电导率来对这些导电材料进行分类。

17、特别是进行以下分类：

18、

19、

20、类别c和b的材料，特别是由于其至少部分可以廉价地购得，优选可以用于形成金属框架，并且可以用来实现或调节烧结体的基本电导率。

21、为了实现、调节或精调烧结体的期望或所需的电导率，优选使用类别a的材料。

22、优选根据以下规则将至少一个类别的材料组合在一起：第一材料的电导率小于至少一种第二材料的电导率。

23、在一种有利的技术方案中，将类别c和/或b与类别a级组合在一起，优选将类别c与类别a组合在一起。根据一个实施方式，所述烧结体包含类别c和/或类别b中的一种材料作为第一导电材料并且包含类别a中的一种材料作为第二导电材料。也可将类别b与类别c组合在一起。在本实施方式中，所述烧结体包含类别c的一种材料作为第一导电材料并且包含类别b中的一种材料作为第二导电材料。

24、根据本发明的一个实施方式，所述烧结体具有钛、铬、钢、锰、镍、铜、硅或相应合金，如典型的加热导体合金，特别是cumnni合金(如)或fecral合金(如)作为第一导电材料。也可以采用上述材料的混合物或组合。

25、经证实特别有利的是，将不锈钢、特别是不生锈和/或抗结垢或耐热的不锈钢(例如1.4828或1.4404型)用作第一导电材料。在此情况下，除了作为第一导电材料特别有利的电导率之外，不锈钢不具有耐化学性。此外，不锈钢耐高温并且也可用于医疗领域。另一优点在于其相对较低的制造成本。

26、基于烧结体的基本电导率，通过第二导电材料的类型及其在烧结体中的含量来调节烧结体的期望电导率。根据本发明的一个实施方式，复合材料的第二导电材料的含量在5vol％至50vol％的范围内，优选为10vol％至30vol％，特别优选为15vol％至25vol％。

27、经证实特别有利的是，将铝、铜和贵金属(特别是铂、金、银)，及其混合物和/或合金用作第二导电材料。也可以混合上述材料中的至少两种。除了高的电导率外，贵金属还具有以下优点：这些贵金属即使在高温下对于介电材料的成分是惰性的或者至少很大程度上是惰性的，即特别是不倾向于或很少倾向于与介电材料发生反应和/或形成氧化物或其他化学变化。因此，除贵金属和/或其合金和/或混合物之外，惰性也是选择其他导电材料和/或其合金和/或混合物的一个重要标准。这在采用将玻璃用作介电材料的实施方式时是特别有利的。特别有利的是，将银或金或与这些金属中的至少一种的合金作为第二导电材料。

28、根据一个特别有利的实施方式，所述烧结体具有不锈钢(类别c)作为第一导电材料以及银(类别a)作为第二导电材料。

29、本发明的一种改进方案提出，烧结体中存在的所有导电材料为第一导电材料和第二导电材料。换句话说，除了可选的涂层外，导电材料仅由至少一种第一导电材料和至少一种第二导电材料构成，而在更大程度上不存在任何另外的导电相。特别是，一种或多种另外的导电相或者金属的比例小于3vol％。根据一个优选的实施方式，导电颗粒的材料具有正温度系数的电阻。此点有利于对烧结体的电加热进行调控并且有助于从室温开始的快速加热。

30、在替代或补充性实施方式中，如果电阻温度系数接近于零，特别是小于0.00025k-1，则也可以实现良好的可控性。例如在采用一些铜镍合金的情况下便是如此。konstantan的温度系数为-0.000074k-1。也可以使用温度系数为+0.00011k-1的nicr80。

31、经证实特别有利的是，使用导电材料、特别是金属，其电阻温度系数＞-0.075k-1，但优选≥-0.0001k-1，特别优选≥0.0001k-1。在此情况下，根据一种有利的技术方案，导电材料的电阻温度系数为＜0.008k-1。

32、在此情况下，导电颗粒的含量、特别是第二导电材料的相应所使用的含量与导电颗粒的相应材料、特别是其电导率以及所使用的颗粒的形状相关。

33、本发明的一个实施方式规定，两个相邻的导电颗粒之间的最大距离小于30μm，甚至小于10μm。通过导电颗粒之间的这个小距离，可以通过电子隧道效应实现电流的流动。根据这个实施方式的一种改进方案，所述导电颗粒至少部分地彼此隔开。在此情况下，通过介电材料和/或孔隙使导电颗粒彼此隔离。经证实特别有利的是，相邻的导电颗粒之间的平均距离小于30μm，优选在小于10μm的范围内。

34、导电材料以颗粒形式存在，其中第一和第二导电材料的颗粒形成均匀的混合物。在此情况下，通过介电材料将导电颗粒集聚在一起。在此，第二导电颗粒均匀地分布在烧结体中。第二导电颗粒在复合材料中的均匀分布确保烧结体在整个体积内具有0.1至105s/m的均匀电导率。根据本发明的一个实施方式，烧结体的电导率在10至10000s/m范围内。

35、根据本发明的烧结体的电导率使得相应蒸发器能够用于电子烟中。因此，根据本发明的一种改进方案，烧结体的电阻在0.05欧姆至5欧姆的范围内，优选为0.1欧姆至5欧姆。在这个改进方案中，这个蒸发器以在1至12伏的范围内的电压和/或至少为1至500瓦、特别是1至300瓦、优选1至150瓦的加热功率来运行。在此情况下，通过施加电流在蒸发器的整个体积内对这个蒸发器进行加热，以便开始对储存在蒸发器中的液体进行解吸。

36、与此不同，根据另一改进方案的装置也可以在110伏、220伏/230伏或甚至380伏的电压下运行。在此，采用不超过3000欧姆的电阻和高达1000瓦或更高的功率是有利的。根据这个改进方案的一个实施方式，这个装置为用于医疗领域的吸入器。

37、根据蒸发器单元的相应用途，这个蒸发器单元可以具有更高的工作电压，特别是在＞12伏到110伏之间的范围内的工作电压，具有超过5欧姆的电阻和/或超过80瓦的加热功率。根据这个改进方案的一个实施方式，这个装置为用于医疗领域的吸入器。这个改进方案的蒸发器装置也可以设计为在较大的场所内进行蒸发，例如作为烟雾机。

38、在此情况下，由复合材料构成的烧结体的整个可接触表面形成蒸发面。通过根据本发明的烧结体的电导率，在这个烧结体的整个主体体积内实现电流的流动。相应地，待蒸发的液体在烧结体的整个表面上蒸发。因此，蒸汽不仅局部地形成在烧结体的侧表面上，而且也形成在烧结体的内表面上。

39、与采用具有局部加热装置(如加热线圈)或在蒸发器主体的侧面上具有导电涂层的蒸发器有所不同，从烧结体内部到局部加热装置的毛细输送是不必要的，即在相对较长的距离内进行毛细输送是不必要的，因为在根据本发明的蒸发器中，其整个体积均被加热。如果毛细作用太低，则可以防止蒸发器干运行，进而也防止局部过热。这对蒸发器单元的使用寿命具有有利的影响。此外，在蒸发器局部过热的情况下，可能会引起待蒸发的液体的分解过程。一方面，这可能是有问题的，因为例如待蒸发的药品的活性成分含量由此会有所减少。另一方面，分解产物会被使用者吸入，这可能会产生健康风险。而在采用根据本发明的蒸发器时，上述风险会大幅降低。

40、烧结体中介电材料的比例致使烧结体具有良好的机械稳定性和强度。不同于随后进行涂覆的烧结体，使用形式为复合材料的烧结体，即使用介电材料和导电颗粒均匀分布或至少在很大程度上均匀分布的烧结体，具有以下优点：烧结体的特性，如其孔径或烧结体中开孔孔隙的比例，不会受到不利影响。

41、烧结体的电导率不仅受所使用的导电材料的电导率及其在烧结体中的含量的影响，而且还受导电颗粒的粒度以及颗粒形状或颗粒几何形状的影响。因此，特别是就第二导电材料而言，特别是使用与圆形粒子形状有所偏差(即基本上呈球形的颗粒)的导电颗粒经证实是有利的。因此，根据一个实施方式，这些导电颗粒具有扁平的片状形状并且也被称为小板。作为替代或补充方案，该复合材料包括具有长粒状或细长几何形状的导电颗粒。特别是，这些颗粒具有针状的几何形状。经证实，混合这些粒子形状中的一种或多种是特别有利的。与例如球形颗粒有所不同，片状或细长的颗粒即使在相对低的填充度下也可以在烧结体内形成由导电材料构成的连续框架，因此，尽管导电材料的填充度相对较低，但相应烧结体仍具有根据本发明的范围内的电导率。因此，与采用球形颗粒相比，在采用体积分数更低的细长导电颗粒的情况下，可以实现烧结体的所需的电导率。与细长颗粒相比，用于减少体积分数的其它可能性通常也伴随着进一步降低成本，可以通过片状颗粒来实现。

42、此外，在烧结体中导电材料的填充度相对较低的情况下，使用扁平片状或细长的导电颗粒也是特别有利的。在此情况下，通过使用具有上述几何形状的导电颗粒，即使在填充度较低的情况下，也可以在烧结体中形成由导电材料构成的网络，由此可以确保导电，并且在通过适当尺寸的烧结体施加电压或电流时，例如实现作为加热元件或在蒸发器中的用途。

43、根据本发明的一个实施方式，所述烧结体具有包括片状或细长几何形状的导电颗粒。本发明的一种改进方案提出，所述导电颗粒具有最大厚度dmax和最大长度lmax，其中dmax＜lmax。就导电颗粒而言，经证实特别有利的是，2dmax＜lmax，优选3dmax≤lmax，特别优选7dmax＜lmax。

44、根据本发明的一种改进方案，烧结体中的导电颗粒的平均粒度(d50)在0.1μm至1000μm的范围内，优选在1至200μm的范围内，最优选在1至50μm的范围内。根据所述烧结体的一个实施方式，第一和第二导电颗粒的粒度、特别是d50值有所不同。在此情况下，较大的与较小的d50值的比率优选为至少2:1，优选至少5:1。在具体实施方式中，这个比率也可以选择得更大，例如为至少7:1或甚至至少10:1。此外，为了确保颗粒在烧结前的良好可混合性，有利的是，d50值的比率不会变得太大。因此，根据另一改进方案，这个比率最多为500:1。一般而言，第一导电颗粒和第二导电颗粒都可以具有较大的粒度或d50值。

45、在使用具有较小粒度的导电颗粒，特别是第二导电材料时，有利的是，提高相应烧结体中导电颗粒的填充度，以便实现足够的电导率。因此，电导率通过使用非常小的导电颗粒而有所降低。反过来，过大的导电颗粒，特别是第一导电材料，又可能会在局部区域中大幅降低烧结体中的电阻，使得烧结体在电阻方面是不均匀的。这反过来又可能会引起烧结体的局部过热和不均匀的蒸发。在此情况下，相应导电颗粒的电导率越大，这个效应就越明显。此外，非常大的导电颗粒以及烧结体的与此相关的不均匀结构可能会对其机械强度产生不利的影响。

46、根据本发明的一个实施方式，所述孔隙的平均孔径在1μm至1000μm的范围内。所述烧结体的开孔孔隙的平均孔径优选在50至800μm的范围内，特别优选在100至600μm的范围内。在此情况下，具有相应尺寸的孔隙是有利的，因为这些孔隙小到足以产生足够的毛细力，进而确保待蒸发的液体的供给，特别是在用作蒸发器中的液体储存器的情况下；同时这些孔隙又大到足以使蒸汽能够快速地释放。为此，也可以有利地在烧结体中设置多于一种的孔径或多于一种的孔径范围，例如设置具有大孔隙和小孔隙的双峰孔径分布。此外，事实表明，就烧结体所预设或所需的电导率而言，与采用孔隙率高的烧结体相比，在孔隙率低的情况下，导电颗粒的比例可以更低。因此，如上所述，相应的用途或其要求，例如待蒸发的液体相对于蒸发功率的输送，可以通过适当调整材料组成和孔隙率来实现。优选地，烧结体中的介电材料对于至少300℃或甚至至少400℃的温度是热稳定的。同时，介电材料具有软化温度tg，其低于第一导电材料的熔融温度，优选低于烧结体中的第一和第二导电材料的熔融温度。

47、根据本发明的一个实施方式，所述烧结体的介电材料包括玻璃。在此，一个实施方式提出，烧结体中玻璃的含量至少为5vol％。但是，根据另一实施方式，也可以仅提供小于5vol％的低玻璃含量，以便例如结合其他颗粒，如陶瓷颗粒。就在制造烧结体时的可加工性以及温度稳定性和机械强度而言，将玻璃用作介电材料是有利的。在此情况下，经证实特别有利的是，采用无碱金属或碱金属含量相对低的玻璃。无碱金属玻璃或不含碱金属的玻璃指的是其成分中未针对性地添加碱金属的玻璃。与此相对，也不排除有少量的碱金属比例例如以杂质的形式被引入玻璃中。在此情况下，低的碱金属含量、特别是低的钠含量从几个方面来看是有利的。因此，碱金属含量相对低的玻璃即使在高温下也显示出较低的碱金属扩散，因此，即使在蒸发器的加热操作中，玻璃特性也不会发生变化或几乎不会发生变化。此外，玻璃的低的碱金属扩散在烧结体作为蒸发器的操作中也是有利的，因为这样一来，此类可能出现的成分就不会与导电材料和/或烧结体的任选涂层和/或待蒸发的液体相互作用。后者特别是在将可选地进行涂覆的烧结体用作医用吸入器中的蒸发器时尤为重要。经证实特别有利的是，玻璃的碱金属含量最多为15wt％或者甚至最多为6wt％。

48、根据本发明的一个有利的实施方式，所述蒸发器包含玻璃作为介电材料。经证实特别有利的是硼硅酸盐玻璃，特别是具有以下成分：

49、

50、但也可以将其他玻璃用作介电材料。例如，除硼硅酸盐玻璃外，铋玻璃或锌玻璃也被证实是适用的。后一种玻璃或具有其他氧化物的类似玻璃是指这些玻璃包括相应的氧化物成分(即例如bi2o3或zno)作为重要成分，例如至少50wt％或者甚至最高至80wt％。

51、也可以通过选择相应的介电材料、特别是玻璃来影响介电组分的热膨胀行为。在此情况下，在用作蒸发器的应用中，就烧结体的耐热冲击性或热循环负载而言，这些介电组分的较小热膨胀是有利的。例如在将复合材料用于电子香烟中时，可能会因反复的、通常相当短的加热周期而出现上述较小热膨胀。

52、与导电材料类似，玻璃的惰性或耐化学性也尤为重要，例如和玻璃与导电材料可能发生的反应或避免其发生有关，特别是在烧结体的制造过程期间因热处理(例如在烧结过程中)而发生这些反应。此外，介电材料对于制造过程中所使用的助剂的惰性(例如对于烧结助剂或成孔剂的惰性)是有利的。在将烧结体例如用作蒸发器或蒸发器中的一个组件时，玻璃对于待蒸发的物质(例如丙二醇、甘油、水和/或以上物质的混合物和/或其中的添加剂)具有高耐化学性或低反应性尤为重要。优选使用具有高耐化学性的玻璃，特别是具有3级耐水性的玻璃，特别优选具有1级或2级耐水性(根据iso 719测得)的玻璃。此外，具有低比例的网络修饰体和/或高比例的网络形成体的玻璃经证实在其耐化学性方面是有利的。根据一个实施方式，玻璃的网络形成体的比例至少为50wt％，优选至少为70wt％。网络形成体特别是指的是有助于在玻璃中形成氧桥的玻璃组分，例如sio2、b2o3和al2o3。

53、作为替代方案，也可以将可结晶的玻璃或部分结晶的玻璃、特别是玻璃陶瓷用作介电材料，只要能够在所使用的第一导电材料的熔融温度以下进行加工即可。因此，在将通常具有较高熔融温度的陶瓷用作介电材料时，特别是在这些熔融温度高于所使用的金属的熔融温度时，加入促进烧结的物质，例如玻璃，优选前述玻璃，使得在形成这种玻璃的液相的情况下，烧结体借助液相烧结进行烧结或者可以借助液相烧结进行烧结。

54、根据本发明的一个实施方式，所述烧结体具有至少两种不同介电材料的混合物。

55、在此情况下，经证实特别有利的是，所述介电组分中的至少一种是玻璃。根据一个实施方式，玻璃的比例至少为介电材料的5vol％。根据相应所使用的材料，这个实施方式特别是对介电材料总含量低于25vol％或甚至低于10vol％的烧结体时是有利的。

56、替代性的介电组分可以是玻璃陶瓷、陶瓷或塑料，只要能够在所使用的导电材料的熔融温度以下进行加工即可。

57、在本发明中，玻璃陶瓷在此指的是生玻璃(grünglases)(即可结晶的玻璃)通过加热至相应温度发生陶瓷化的转化产物。在此情况下，玻璃陶瓷既具有玻璃相，又具有微晶。

58、在介电材料包含陶瓷的实施方式中，必须考虑到陶瓷的通常较高的烧结温度。因此，在将陶瓷用作介电材料时，特别是在陶瓷的烧结温度高于所使用的金属的熔融温度时，加入促进烧结的物质，使得在形成这种促进烧结的物质的液相的情况下，烧结体借助液相烧结而进行烧结或者可以借助液相烧结进行烧结。经证实特别有利的是，特别是将玻璃、尤其是上述的玻璃用作促进烧结的物质。

59、根据本发明的一个实施方式，所述烧结体包括至少两种不同的介电材料的混合物。在此情况下，烧结体的介电部分是包括所使用的相应介电材料的复合材料。其特别是可以是玻璃和陶瓷的复合材料。与玻璃陶瓷有所不同，这种复合材料为复合的材料。

60、根据一个实施方式，基于介电材料的预设体积部分，陶瓷比例至少为50vol％，优选至少为75vol％，最优选至少为90vol％。

61、本发明的一个实施方式甚至提出，烧结体的总介电材料中陶瓷的比例至少为80vol％，优选至少为90vol％，特别优选至少为95vol％。在不偏离本发明的情况下，也可以采用其介电材料完全或至少几乎完全是陶瓷的烧结体。

62、然而，在总体上具有相当低比例的介电材料的烧结体情况下，就在烧结过程中的可加工性以及烧结体的机械稳定性而言有利的是，总介电材料的至少50vol％、特别是介电材料的至少25vol％为玻璃。这特别是在采用介电材料的总比例低于25vol％、特别是低于15vol％的烧结体的情况下是有利的。

63、除了促进可烧结性外，在此情况下基本熔融的玻璃部分也有助于借助介电材料的陶瓷部分对这种烧结体进行涂覆。在此情况下，可以以某种方式使陶瓷和玻璃的粒度相适配，从而避免在制造期间因粒度的强烈差异而引起粉末的分离或离析或者粉末的团聚。在此情况下，经证实有利的是，玻璃的粒度不大于陶瓷部分的粒度。就玻璃和陶瓷部分的粒度分布而言，也可以采用双峰或多峰分布，并且其视具体情况允许所有材料的粒度相互适配。在将玻璃陶瓷用于制造包括玻璃陶瓷的烧结体时，也可以添加某一体积分数的玻璃或者用玻璃来替代某一体积分数的玻璃陶瓷，这对于工件的可烧结性而言是有利的。

64、另一技术变体提出，可以将其他材料添加到由导电和介电材料构成的混合物中，以便影响例如烧结体的加工或制造。这些材料例如可以是所谓的烧结助剂，其用于改变烧结条件(例如对烧结条件进行调节、特别是降低加工温度)和/或可改变烧结体的特性或可调节这些特性的材料。因此，特别是在将高熔点陶瓷用作介电材料时，可以通过添加烧结促进剂，例如玻璃，有利地为上述玻璃，在导电材料没有熔融的温度下进行烧结并形成液相。此外，通过添加助剂，可以在热绝缘相对于加热功率、加热速度或周围组件(例如电子烟)的加热的方面，或者也可以在烧结体的表面特性相对于待蒸发介质的吸附、解吸和/或持续流动的方面，可对热导率进行调节。

65、此外，相应的介电材料原则上应具有足够的耐化学性，以及对水和待蒸发的液体成分(例如丙二醇和甘油)的耐受性，而且也应具有对金属的耐受性。合适的塑料例如是温度稳定的聚合物，如聚醚醚酮(peek)、聚醚酮(pekk)或聚酰胺(pa)。

66、根据本发明的一个实施方式，所述蒸发器具有机械的电接触、通过导电连接件的电接触或材料的导电连接。优选通过焊接连接进行电接触。

67、本发明的一个技术变体提出，所述烧结体还具有导电涂层。在此情况下，在烧结体的整个表面上延伸的导电涂层经证实是特别有利的。因此，由烧结体内部的孔隙表面形成的烧结体表面也设置有导电涂层。这是特别有利的，因为具有涂层的烧结体借此也具有均匀的电导率。合适的涂层材料例如是氧化铟锡(ito)、掺杂铝的氧化锌(azo)或氮化钛(tin)或以上物质的组合。所述涂层也可以具有与其他涂层组分组合的材料中的一种。

68、根据涂覆工艺，也可以仅部分或局部涂覆在烧结体上的附加涂层可以改变蒸发器的电导率，而不改变烧结体的组成。因此，根据一个实施方式，可以通过涂层来对烧结体的电导率进行适配或调节，特别是提高和/或均匀化。例如，这可以用于生产具有特别高的电导率的蒸发器，具体方法是，采用相对高含量的导电材料对烧结体进行涂覆。这样就可以基于作为由介电材料和导电材料构成的复合材料的烧结体的预定的基本电导率，通过施加适当的涂层层厚来调节所需的电导率。烧结体的电导率或其基本电导率的任何波动也可以通过这种方式容易地得到补偿。此外，特别是通过导电涂层的局部和/或横向结构化，例如通过对电导率的局部限制，可以实现具有局部适配的电导率的复合材料。因此，通过烧结体上的涂层的横向结构化，可以获得具有不同电导率的区域。因此，例如可以将烧结体划分为局部加热区和/或储存区。也可以通过这种方式针对性地调节输送区和输送路径。

69、此外，也可以借助涂层来影响烧结体或蒸发器的表面特性(例如表面活性或表面能)，以便例如改变或调节液体的吸收、输送以及释放或蒸发。也可以通过以下方式进一步提高烧结体的惰性：可以说是通过涂层来使烧结体钝化，即以便例如特别是在操作过程中保护烧结体以免因与空气或待蒸发的液体发生反应而腐蚀、降解或老化。也可以对烧结体的热机械特性(如机械强度和/或热导率)进行适配、改善或调节。在此情况下，涂层可以解决这些特征中的一个或多个。

70、烧结体因含有第一和第二导电材料而已经具有导电性，因此，与不含导电材料的烧结体的涂层相比，仅须相对小的涂层厚度。与由纯介电材料构成的烧结体相比，在采用本发明的烧结体时，所需的涂层材料的量可以根据其基本电导率而减少，例如减少不超过90％，以便达到相当的电导率。

71、优选地，导电涂层的平均层厚小于10μm或甚至小于1μm，低至不超过几纳米或几十纳米。在此情况下，所需或可能的层厚基本上受到涂层的类型和制造方法的影响。根据一个实施方式，借助ito或tin来制备涂层。在此情况下，由ito构成的涂层的电导率在几个104s/m至几个106s/m的范围，由tin构成的涂层的电导率在几个s/m至几个10-3s/m之间。一方面，由于涂层的层厚较低，仅需少量的涂层材料。同时较小的孔隙被涂层封闭并且由此不再用作蒸发体积的风险大幅降低。所需或足够的涂层厚度与涂层材料的电导率相关。待达到或可达到的涂层厚度也与涂覆的方法(例如借助液相或气相沉积或者电镀的方法)相关。因此，借助这些方法优选致密且均匀地在烧结体上涂覆层，以便在烧结体的体积中(例如均匀地或局部受限地)设置所需的电导率及其在工作中所需的加热性能。

72、根据本发明的蒸发器特别是适于用作电子香烟、医用吸入器、香味分散器(duftspender)或房间加湿器中的组件。在此，例如也可以将这个蒸发器用于液体或固体的间接蒸发，例如用于蜡或树脂的间接蒸发。因此，本发明的一种改进方案提出，空气或气体流经所述烧结体并对其进行加热。这个改进方案的一种可能的用途是用于医用吸入器。也可以用作辐射加热器。

73、本发明的另一方面是提供一种制造蒸发器的方法。在此情况，根据本发明的方法至少包括以下方法步骤a)至e)：

74、a)以粉末的形式提供第一导电材料、第二导电材料和介电材料，

75、b)将步骤a)中所提供的粉末与成孔剂混合，

76、c)通过压制、铸造或挤出由步骤b)中所提供的粉末混合物来产生生坯，

77、d)将步骤c)中所提供的生坯加热至温度t燃尽，以及

78、e)在烧结温度t烧结下对步骤c)中所产生的生坯进行烧结。

79、其中特别是在将塑料用作介电材料的情况下，也可以在一个设备(例如挤出机)中或者在注塑成型过程中并行或同时或依次进行步骤c)至e)，视情况也包括步骤b)。这类方法原则上也适用于其他介电材料，但通常较为复杂且难以进行控制。术语烧结在此也是指导致这种物体的固化的工艺步骤。

80、在此情况下，步骤a)中所提供的全部材料中的导电材料的比例最多为95vol％。根据一个优选的实施方式，导电材料的比例在30vol％至90vol％范围内，优选在40vol％至80vol％范围内。在步骤a)中以粉末的形式提供玻璃、可结晶的玻璃或玻璃陶瓷或陶瓷或塑料或以上物质的混合物作为介电材料。根据本发明的一个实施方式，步骤a)中所提供的材料中的介电材料的比例为5vol％至70vol％，优选10vol％至50vol％。在此，介电材料优选具有比导电材料更低的软化点或熔点。根据一个优选的实施方式，所述烧结体包含玻璃、可结晶的或至少部分结晶的玻璃作为介电材料，其接合温度t接合低于第一导电材料的熔融温度t熔融，优选低于烧结体中所有导电材料的熔融温度。接合温度t接合指的是玻璃的粘度在104至108dpas的范围内时的温度范围。优选地，接合温度t接合比第一导电材料和/或第二导电材料的熔融温度至少低10℃，优选至少低50℃。

81、根据一个优选的实施方式，介电材料的比例在5vol％至70vol％的范围内，优选在10vol％至60vol％的范围内，特别优选在15vol％至40vol％的范围内。在步骤a)中，以粉末的形式提供玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷或以上物质的混合物或塑料作为介电材料。

82、在步骤b)中，将至少一种成孔剂添加到步骤a)中所提供的粉末中并且形成均匀的混合物。步骤b)中所制备的混合物中的成孔剂的比例优选为40vol％至80vol％，优选为50vol％至75vol％。由步骤b)中所制备的混合物，在随后的步骤c)中制造生坯。这例如可以通过压制或挤出工艺或者通过铸造工艺来实现。在本发明的一个实施方式中，由步骤b)中所制备的混合物来制造浆料并且随后进行铸造。

83、在此情况下，成孔剂的分解温度t分解和/或蒸发温度t蒸发低于步骤d)的烧结温度t烧结和/或低于介电材料的接合温度t接合。由此确保在步骤e)中的烧结过程之前，在步骤d)中燃尽成孔剂。这是有利的，因为在烧结过程中，气体物质不会逸出，从而避免了烧结体的膨胀。根据一个实施方式，所述成孔剂的分解温度t分解和/或蒸发温度t蒸发比烧结温度t烧结低至少10℃，优选低至少50℃，特别优选低至少100℃，和/或比介电材料的接合温度t接合低至少10℃，优选低至少50℃。

84、根据一个实施方式，将有机材料(例如基于多糖的有机材料)用作成孔剂。也可以使用无机盐，只要其分解温度和/或蒸发温度低于介电玻璃的接合温度。在步骤e)中对生坯进行烧结。在此情况下，烧结温度至少相当于介电材料的软化温度，使得介电材料通过烧结过程形成连通的基质然而，同时烧结温度低于导电材料的熔融温度，使得导电材料的颗粒结构至少在很大程度上得以保留。

85、经证实特别有利的是，采用介电材料与第一导电材料的混合物或组合，其中，可以在比第一导电材料熔点低至少10℃或甚至至少100℃的温度下对介电材料进行软化或加工。这样就能在步骤e)中，在能够实现具有较高机械强度的烧结体的温度下进行烧结。因为第一导电材料的熔点t熔化既高于步骤d)中的燃尽温度t燃尽，又高于介电材料的接合温度t接合，所以在整个制造过程中即使在去除成孔剂之后，生坯或工件仍具有较高的尺寸稳定性。第一导电材料的熔点t熔化特别是高于步骤e)中的烧结温度t烧结。因此，除了提供烧结体的基本电导率之外，第一导电材料在制造过程中还具有形状稳定剂的功能，从而能够制造尺寸稳定的多孔烧结体。与使用温度稳定的可溶性成孔剂的制造方法不同，在根据本发明的方法中，可以通过步骤c)中的燃尽来省去在烧结过程后去除成孔剂的清洗过程。

86、此外，通过第一导电材料的相对较高的熔点确保烧结体中的导电颗粒的尺寸稳定性并因此烧结体的电导率不会因烧结过程而受到损害。因此，第二导电材料的熔点优选也高于步骤e)中的烧结温度t烧结。根据本发明的一个实施方式，在步骤e)中，在350℃至1000℃的范围内的烧结温度下对生坯进行烧结。

87、借助根据本发明的方法制成的烧结体具有高的机械稳定性，从而可以对烧结体进行后续加工，以例如进行表面加工或成形。根据本发明的一种改进方案，在处于步骤e)之后的步骤f)中对所述烧结体进行研磨、钻孔、抛光、铣削和/或车削。

88、此外，可以在步骤e)和/或f)之后的步骤g)中实现烧结体的电接触。在此情况下，经证实特别有利的是，通过涂覆导电膏来实现接触。

89、根据一个实施方式，步骤a)中所提供的介电材料对于至少300℃或甚至至少400℃的温度具有热稳定性。根据本发明的一种改进方案提出，在步骤a)中提供玻璃作为介电材料。本发明的一个实施方式提出，步骤a)中所提供的玻璃的转化温度tg在300℃以上，特别是在500℃至800℃的范围内。这样就能在步骤d)中，在确保导电颗粒的形状稳定性的烧结温度下进行烧结。然而，同时玻璃的转化温度也明显高于蒸发器的工作温度。

90、本发明的一个实施方式提出，在步骤a)中提供碱金属含量＜15wt％或甚至＜6wt％的玻璃，或者甚至提供无碱金属玻璃。相应的玻璃显示出高的机械强度、良好的耐化学性和耐热性，并且即使在高温下也不会或几乎不会与导电材料发生反应。优选在步骤a)中提供硼硅酸盐玻璃作为介电材料。

91、经证实特别有利的是，步骤a)中所提供的导电颗粒的平均粒度(d50)在0.1至1000μm的范围内，优选在1至50μm的范围内。

92、作为补充或替代方案，步骤a)中所提供的介电材料颗粒的平均粒度(d50)在1至50μm的范围内。特别是，介电材料的平均粒度(d50)小于30μm。介电材料的相应粒度导致形成其中相邻导电颗粒之间的最大距离小于30μm或者甚至小于10μm的烧结体。这确保在相应的烧结体中，即使导电材料的含量较低，也能保证电流传导。

93、可以在步骤b)中以如下方式获得特别均匀的混合物：以某种方式使介电材料和导电材料的粉末的粒度相匹配，从而避免因粒度的强烈差异而引起粉末的离析或分离或者粉末的团聚。步骤b)中的均匀混合物又有利于实现复合材料的均匀性，进而也有利于实现电导率的均匀性。此外，即使这些粉末在粒度方面彼此适配，应尽可能避免粉末的粒度过小，以便将其加工期间不必要的起尘减少至最低程度。

94、在步骤a)中将电导率最多为30s/μm材料，优选钛、铬、钢、锰、硅或相应的合金用作第一导电材料。也可以采用上述材料的组合。优选提供电导率在＞20至70s/μm的范围内的材料、特别是金颗粒、银颗粒和/或铂颗粒作为第二导电材料。在此情况下，除了具有高的电导率外，这些贵金属特别还具有高的耐化学性和/或高的熔点。

95、根据本发明的一种改进方案，步骤a)中所提供的导电材料的颗粒、特别是第二导电材料的颗粒具有片状的几何形状，优选具有最大厚度dmax和最大长度lmax的片状几何形状，其中dmax＜lmax。相应的几何形状特别是适合用于导电材料比例较低的烧结体中，即适合用于在很大程度上通过电子隧道电流来实现通电的烧结体中。在此情况下，特别是最大长度至少是最大宽度的两倍的片状颗粒被证实是有利的。根据一个优选的实施方式，最大厚度与最大长度的比率为1:2至1:7。

96、本发明的一种改进方案提出，在处于步骤e)和/或步骤f)下游的步骤h)中，将导电涂层，特别是氧化物(特别优选ito或azo)涂层或氮化物涂层(特别是含tin的涂层)或者金属涂层涂覆在烧结体上。在此情况下，一个优选的实施方式提出，借助溶胶凝胶法或cvd(化学气相沉积)工艺将涂层涂覆在烧结体的表面上。同样可以想到的是，特别是由于烧结体已至少具有基本电导率，还可以考虑采用电化学的方式施加或处理的层材料，例如金、银或铜和/或以上物质的组合，例如作为层序列。