[其他]一種新型電發(fā)熱體及技術(shù)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87103537
• 申請(qǐng)日: 1987-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN87103537A
• 公開（公告）日: 1988-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹維平;莫春東;陸龍波;黃涵芬;林德偉;于地;于元;王福永;劉娟;楊萬泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京市太陽能研究所
• 主分類號(hào): H05B3/00
• 分類號(hào): H05B3/00;H05B3/10;H05B3/02
• 代理公司: 北京市科技專利事務(wù)所
• 代理人: 韓建功

本發(fā)明屬于電熱膜技術(shù)，並與涂料技術(shù)、膠粘技術(shù)、絲網(wǎng)印刷燒結(jié)技術(shù)有關(guān)。

迄今人們所使用的電熱器具的電發(fā)熱體一般有以下兩種。（1）金屬電熱絲。其主要缺點(diǎn)是熱效率低，耗能大，自身工作溫度高，易氧化，壽命短，必須使用電爐盤、云母片、石棉板及其他耐高溫絕緣材料，因而電加熱系統(tǒng)成本較高。（2）半導(dǎo)體薄膜型電熱膜。例如氧化錫薄膜、氧化銦薄膜、銦錫氧化物薄膜等。這類電熱膜一般可采用真空鍍或熱解的方法來制備。真空鍍?cè)O(shè)備工藝較為復(fù)雜，而熱解法則需要在450℃以上的高溫下噴涂，薄膜厚度難以控制，工藝重復(fù)性差，本發(fā)明所提出的新型電發(fā)熱體及技術(shù)與傳統(tǒng)的電熱絲加熱方式比較具有成本低，熱效率高，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，而且解決了半導(dǎo)體薄膜型電熱膜技術(shù)所存在的設(shè)備投資大，薄膜厚度難以控制，工藝重復(fù)性差等技術(shù)問題，為推廣和應(yīng)用薄膜型電發(fā)熱體及技術(shù)，在材料和制備工藝等方面，提出了一整套既新穎又實(shí)用的技術(shù)方案。

本發(fā)明特征在于電發(fā)熱體由底材、單層或多層絕緣底層、單層或多層電熱膜和導(dǎo)電電極所組成。底材的形狀可以是任意的，其材質(zhì)可以是玻璃、搪瓷、陶瓷，經(jīng)絕緣預(yù)處理過的金屬或合金、石棉、云母、高鋁、硅酸鋁及其他耐溫絕緣的有機(jī)或無機(jī)材料。

絕緣底層可直接刷涂、刮涂、噴涂、浸涂、滾涂、注射器注涂、壓印、轉(zhuǎn)印或絲網(wǎng)印刷在底材表面，經(jīng)烘干和燒結(jié)而形成緻密的電絕緣層。其厚度可控制在0.05毫米～0.75毫米范圍內(nèi)。絕緣底層的烘干溫度為100℃～200℃，烘干時(shí)間為10分鐘～30分鐘。燒結(jié)溫度為400℃～800℃，燒結(jié)時(shí)間為5分鐘～30分鐘。

電熱膜可直接刷涂、刮涂、噴涂、浸涂、滾涂、注射器注涂、壓印、轉(zhuǎn)印或絲網(wǎng)印刷在絕緣底層或絕緣底材上面?？梢灾苽湟粔K電熱膜，其幾何圖形可以是任意的，也可以制備幾塊獨(dú)立的電熱膜，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來改變電熱膜串並聯(lián)方式，從而改變電熱膜的電加熱功率和功率密度。電熱膜的功率密度應(yīng)控制在0.10瓦/厘米²～20瓦/厘米²范圍內(nèi)。電熱膜的厚度和幾何形狀都將直接影響電熱膜的電加熱功率。根據(jù)需要電熱膜可以是單層或多層，其厚度可控制在0.02毫米～0.75毫米范圍內(nèi)。電熱膜的烘干溫度為100℃～200℃，烘干時(shí)間為10分鐘～30分鐘，燒結(jié)溫度為350℃～650℃，燒結(jié)時(shí)間為5分鐘～30分鐘。

導(dǎo)電電極可以用箔材、線材或網(wǎng)材，其材質(zhì)可以是銅、鎳、銀及其合金材料。導(dǎo)電電極可以用導(dǎo)電粘結(jié)劑直接粘結(jié)在電熱膜上。也可以用金屬材料、合金材料、石墨、二硅化鉬、碳化硅及其他導(dǎo)電材料制成的片狀、塊狀或條帶狀電極采用壓接觸方式與電熱膜接觸。用銀粉、銅粉、鎳粉、不銹鋼粉、二硅化鉬粉、導(dǎo)電碳化硅粉或石墨粉制成的導(dǎo)電膠、導(dǎo)電涂料或?qū)щ姖{料，直接涂制在電熱膜表面上或涂制在電熱膜與絕緣底層之間，也可以作為導(dǎo)電電極。

根據(jù)需要，通過改變電熱膜電阻和電極設(shè)計(jì)，可以制成適用于高壓或低壓、直流或交流各種供電電源的電熱產(chǎn)品。

本發(fā)明所介紹的電極結(jié)構(gòu)和制備工藝同樣可適用于氧化錫電熱膜、氧化銦電熱膜、銦錫氧化物電熱膜以及其他各種類型的電熱膜。

絕緣底層由中間體加絕緣填料所組成，電熱膜由中間體加導(dǎo)電填料所組成。絕緣底層和電熱膜中的中間體是一種由多種氧化物所組成的復(fù)合材料。中間體的組成分為三類：（1）氧化硼-氧化鉛-氧化鋅類，其組分配比（重量%）為：氧化硼12%～20%，氧化鉛40%～75%，氧化鋅5%～21%;（2）氧化硼-氧化鉛-氧化硅類，其組分配比為：氧化硼10%～25%，氧化鉛50%～85%，氧化硅3%～10%;（3）氧化硼-氧化鉛-氧化鋅-氧化硅類，其組分配比為：氧化硼10%～13%，氧化鉛50%～75%，氧化鋅15%～24%，氧化硅4%～6%。中間體的制備工藝是：配料、混料、焙燒、粗粉碎、球磨、過篩。中間體制備工藝的具體要求是：按給定的配比稱量要準(zhǔn)確，混料要均勻，原料顆粒較粗時(shí)，應(yīng)先經(jīng)機(jī)械粉碎並過80目篩，再充分混合均勻。焙燒中間體可以用陶瓷、高鋁、鋼玉或粘土坩鍋。焙燒溫度為800℃～1300℃，焙燒時(shí)間可控制在10分鐘至120分鐘范圍內(nèi)。中間體的焙燒可在普通工業(yè)馬福爐中進(jìn)行。焙燒好的中間體出料前呈清徹透亮的流體狀。出料並冷卻的中間體較脆，很易于機(jī)械粉碎。中間體的球磨可采用干磨和濕磨兩種方法，經(jīng)球磨后的中間體必須過250目或300目篩以去除較粗的顆粒。制備好的中間體是一種干燥的粉末狀固體材料。