一種陶瓷電熱組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)熱器件領(lǐng)域，特別涉及陶瓷電熱組件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]MCH(Metal Ceramics Heater)金屬化陶瓷電熱元件是一類熱效率高、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、安全環(huán)保的新型電熱器件，自MCH金屬化陶瓷電熱元件面世以來(lái)，產(chǎn)品廣受市場(chǎng)青睞。其結(jié)構(gòu)包括:陶瓷基體、設(shè)置于陶瓷基體上的兩個(gè)電極和印刷于陶瓷基體上的發(fā)熱電阻體。其制備方法為:將金屬鎢或者是鉬錳漿料印刷在陶瓷流延坯體上，經(jīng)過(guò)熱壓疊層，然后在1600°C氫氣氛保護(hù)下，陶瓷和金屬共同燒結(jié)而成的陶瓷發(fā)熱體。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?00910038679.2的中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種陶瓷發(fā)熱元件、陶瓷發(fā)熱組件及其制備方法。該方法通過(guò)了采用HTCC高溫共燒陶瓷工藝，在氧化鋁陶瓷部件上通過(guò)絲印沉積導(dǎo)電層、利用高溫共燒生瓷、電鍍及氣氛釬焊的方式形成一種陶瓷發(fā)熱組件。
[0004]但是利用該HTCC高溫共燒陶瓷工藝制備的電熱組件，在技術(shù)上存在明顯的缺陷:首先，需要利用釬焊將引線固定于陶瓷部件上，而且采用了 2組以上生瓷片層壓工藝，需要經(jīng)過(guò)多次1600°C以上的特殊氣氛條件高溫?zé)Y(jié)，工藝復(fù)雜，制造成本高昂；其次，散熱性能差；第三該實(shí)用新型制備的電熱組件，導(dǎo)電發(fā)熱層使用高溫鎢鉬錳銅等金屬材料，該等材料一般電阻溫度系數(shù)(T.C.R)高，達(dá)到1000?2500ppm/°C，發(fā)熱電阻的離散性高，電阻溫漂不一致，導(dǎo)致發(fā)熱元件工作時(shí)耗散明顯，加大了電路設(shè)計(jì)難度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種陶瓷電熱組件及其制備方法，所述陶瓷電熱組件無(wú)需釬焊，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。
[0006]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種陶瓷電熱組件，包括:
[0007]陶瓷基體；
[0008]設(shè)置于所述陶瓷基體上的發(fā)熱膜電阻；
[0009]設(shè)置于所述陶瓷基體上的電極，所述電極至少有兩組，與所述發(fā)熱膜電阻形成電氣連接；
[0010]設(shè)置于所述陶瓷基體上的螺孔，所述螺孔與所述電極形成電氣連接；
[0011]包覆于所述發(fā)熱膜電阻外表面的保護(hù)層。
[0012]優(yōu)選的，還包括石墨烯涂層，所述石墨烯涂層涂覆于所述陶瓷基體上遠(yuǎn)離發(fā)熱膜電阻的一面。
[0013]優(yōu)選的，所述螺孔與所述電極通過(guò)側(cè)導(dǎo)電極連接或者所述電極設(shè)置于螺孔內(nèi)。
[0014]優(yōu)選的，所述發(fā)熱膜電阻為鎳-鉻合金膜、氧化釕膜、碳膜或熱敏薄膜。
[0015]優(yōu)選的，所述陶瓷基體為圓柱體；
[0016]所述電極為兩組，設(shè)置于所述陶瓷基體的側(cè)壁上；
[0017]所述螺孔與所述電極通過(guò)側(cè)導(dǎo)電極連接；
[0018]所述發(fā)熱膜電阻設(shè)置于所述陶瓷基體外表面的側(cè)壁上；
[0019]所述電極與所述發(fā)熱膜電阻搭接；
[0020]所述石墨烯涂層涂覆于所述保護(hù)層或所述陶瓷基體的上表面。
[0021]優(yōu)選的，所述陶瓷基體為平板結(jié)構(gòu)，
[0022]所述發(fā)熱膜電阻設(shè)置于所述陶瓷基體一側(cè)的表面；
[0023]所述電極設(shè)置于螺孔內(nèi)；
[0024]所述電極為兩組或以上；
[0025]所述發(fā)熱膜電阻與所述電極搭接，形成電氣連接；
[0026]所述石墨烯涂層涂覆于所述陶瓷基體另一側(cè)的表面。
[0027]優(yōu)選的，還包括:設(shè)置于所述電極上的引線和套設(shè)在所述引線上的絕緣套管。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的陶瓷電熱組件，包括:陶瓷基體；
[0029]設(shè)置于所述陶瓷基體上的發(fā)熱膜電阻；設(shè)置于所述陶瓷基體上的電極，所述電極至少有兩組，與所述發(fā)熱膜電阻形成電氣連接；設(shè)置于所述陶瓷基體表面的螺孔，所述螺孔與所述電極形成電氣連接；覆蓋于所述發(fā)熱膜電阻外表面的保護(hù)層。本實(shí)用新型在電熱組件上添加了螺孔的結(jié)構(gòu)，避免了引線連接時(shí)的釬焊，制備簡(jiǎn)單、成本低廉。
[0030]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述電熱組件上具有石墨烯涂層，散熱效果好。而且采用的發(fā)熱膜電阻由鎳-鉻合金膜、氧化釕膜、碳膜或熱敏薄膜材料制成，這些材料的溫度特性更穩(wěn)定，電阻溫度系數(shù)(T.C.R)可以控制在300ppm/°C以下，或者，這些材料被制備成具有溫度受控特性的熱敏電阻薄膜材料，熱敏材料溫度具有特定的線性特征，因此得到的陶瓷電熱組件的溫度一致性較好，易于控制。在制備陶瓷電熱組件的過(guò)程中，由于使用了所述材料及所述工藝制備方法，制備的發(fā)熱膜電阻溫度可以控制在1000°C以下，大大簡(jiǎn)化了制備工藝，提高了制備效率，也降低了成本。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為實(shí)施例1制備的陶瓷電熱組件的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為施例I制備的陶瓷電熱組件除去保護(hù)層后的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3為實(shí)施例1制備的陶瓷電熱組件的螺孔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4為實(shí)施例1制備的陶瓷電熱組件的引線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5為實(shí)施例1制備的陶瓷電熱組件發(fā)熱膜電阻的截面切口示意圖；
[0036]圖6為實(shí)施例2制備的陶瓷電熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7為實(shí)施例3制備的陶瓷電熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖8為實(shí)施例4制備的陶瓷電熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖9為螺栓17的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利要求的限制。
[0041]本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種陶瓷電熱組件，包括:
[0042]陶瓷基體；
[0043]設(shè)置于所述陶瓷基體上的發(fā)熱膜電阻；
[0044]設(shè)置于所述陶瓷基體上的電極，所述電極至少有兩組，與所述發(fā)熱膜電阻形成電氣連接；
[0045]設(shè)置于所述陶瓷基體上的螺孔，所述螺孔與所述電極形成電氣連接；
[0046]覆蓋于所述發(fā)熱膜電阻外表面的保護(hù)層。
[0047]本實(shí)用新型的陶瓷電熱組件包括陶瓷基體、發(fā)熱膜電阻、電極、螺孔和保護(hù)層。本實(shí)用新型所述陶瓷基體優(yōu)選為純度不低于95%的氧化鋁或氮化鋁陶瓷，優(yōu)選熱導(dǎo)率^ 10W/m.K的散熱陶瓷構(gòu)件。所述陶瓷基體優(yōu)選通過(guò)留流延、壓膜或激光沖蝕形成特定形狀，優(yōu)選為空心圓柱體、實(shí)心圓柱體、矩形平板、圓形平板、橢圓形平板等等結(jié)構(gòu)。所述陶瓷基體在成型時(shí)，形成螺孔。本實(shí)用新型對(duì)于螺孔的形成方式和結(jié)構(gòu)也不做特殊限制。
[0048]所述電極主要由貴金屬金、銀、鉑、鈀、鎳、銅或其組合物構(gòu)成，通常由厚膜絲印方式制備所得，通過(guò)高溫?zé)Y(jié)與所述陶瓷基體形成緊密結(jié)合，并提供可靠的電氣導(dǎo)通功能。
[0049]所述發(fā)熱膜電阻采用優(yōu)選的由鎳-鉻合金膜、氧化釕膜、碳膜或熱敏薄膜材料制成。鎳-鉻合金膜、氧化釕膜電阻溫度系數(shù)(T.C.R)較低，材料制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)便；碳膜或熱敏薄膜材料溫度特性均勻受控、且具有特定的溫度線性特征，將其制備成陶瓷電熱組件時(shí)，操作步驟簡(jiǎn)單，制備溫度低，發(fā)熱電阻穩(wěn)定受控，電阻值熱飄移小，電阻值集中一致，阻值受控，還可以進(jìn)行阻值調(diào)整。因此制備得到的電熱組件發(fā)熱均勻一致、可靠性高。
[0050]所述發(fā)熱膜電阻設(shè)置于所述陶瓷基體上，可以設(shè)置于所述陶瓷基體的一側(cè)表面或者側(cè)壁上，根據(jù)陶瓷基體的形狀設(shè)置。所述發(fā)熱膜電阻阻值一致性好，發(fā)熱恒定、溫度系數(shù)小。所述發(fā)熱膜電阻的厚度優(yōu)選為15?25微米，更優(yōu)選為20?24微米。所述發(fā)熱膜電阻的功率優(yōu)選為0.5W以上，既可以起到發(fā)熱的作用，又具有足夠的功率密度和發(fā)熱量，使用可靠、安全環(huán)保。當(dāng)使用熱敏薄膜材料時(shí)，通過(guò)控制或選擇熱敏薄膜材料的溫度阻值線性特征，還可以實(shí)現(xiàn)具有自控溫效果的加熱功能。
[0051]所述發(fā)熱膜電阻優(yōu)選為條狀膜