專(zhuān)利名稱：一種氮化硅發(fā)熱體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化硅發(fā)熱體及其制造方法，更確切的說(shuō)是以鋰酸釔為燒結(jié)助劑的常
壓低溫?zé)Y(jié)制備氮化硅發(fā)熱體的低成本方法，屬于電熱元件制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的氮化硅發(fā)熱體制造方法有兩種；一種是高溫高壓工藝(CN99113534. 2)， 該方法工藝成熟可靠。但是，能耗極大，不能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，后續(xù)加工余量大，從 而造成產(chǎn)量小，成本高，限制了氮化硅發(fā)熱體的推廣使用。另外一種是低溫?zé)o壓燒結(jié)工藝 (CN200510034046. 6)，該工藝相對(duì)于前者，具有能耗低，表面光潔度高的優(yōu)點(diǎn)，但是卻有彎 曲變形大或引線處斷裂比例高或長(zhǎng)期工作引線容易燒損等缺點(diǎn)。這也是該類(lèi)型工藝至今無(wú) 法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種常壓低溫下進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，后續(xù)加工成本低，成品率高，使 用壽命長(zhǎng)的氮化硅發(fā)熱體及其制備方法。 本發(fā)明通過(guò)如下方法制造氮化硅發(fā)熱體包括模壓混合好的氮化硅粉料，然后 脫膠，高溫?zé)Y(jié)，冷卻至室溫，其特征在于，常溫壓制后把坯料在300 450 °C脫膠，在 1480——160(TC氮?dú)夥盏臒Y(jié)爐中燒結(jié)。 顯然，本發(fā)明提供的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn) 1 、在較低的溫度下常壓燒結(jié)。 2 、在較短的時(shí)間內(nèi)完成脫膠、燒結(jié)、冷卻工藝。 3、所制備的氮化硅發(fā)熱體具有較大的比重和較好的絕緣性能。


圖1是本發(fā)明的工藝流程 圖2是電熱絲與預(yù)埋引線的連接方式示意圖
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的技術(shù)進(jìn)步，但本
發(fā)明決非僅局限于實(shí)施例。 實(shí)施例1 (1)配料將80克鋰酸釔、800克氮化硅、80克高純硅粉、40克聚乙烯醇溶液在行 星磨中研磨1小時(shí)。 (2)繞絲套接按照功率的要求裁取鴇絲并繞絲，引出材料亦繞成。1. 5mm的螺 旋，將鎢絲插入鉬絲的螺旋中待用。 (3)壓制按計(jì)算的重量稱重，先倒入一半的粉料，刮平，放入鎢絲與鉬絲的螺旋套，倒入其余粉料，加到額定壓力，保壓1分鐘，退模，取出壓坯。 (4)干燥壓坯在8(TC干燥30分鐘。 (5)脫膠干坯在35(TC脫膠60分鐘。 (6)燒結(jié)脫膠坯在氮?dú)夥?00帕、148(TC燒結(jié)5小時(shí)，冷卻3小時(shí)。 實(shí)施例2 (1)配料將60克鋰酸釔、900克氮化硅、10克高純硅粉、30克聚乙烯醇溶液在行
星磨中研磨1小時(shí)。 (2)繞絲套接同實(shí)施例1。 (3)壓制同實(shí)施例1。 (4)干燥壓坯在80°C干燥30分鐘。 (5)脫膠干坯在40(TC脫膠60分鐘。 (6)燒結(jié)脫膠坯在氮?dú)夥?00帕、154(TC燒結(jié)4. 5小時(shí)，冷卻3小時(shí)。 實(shí)施例3 (1)配料將60克鋰酸釔、800克氮化硅、90克高純硅粉、40克聚乙烯醇溶液在行
星磨中研磨1小時(shí)。 (2)繞絲套接同實(shí)施例1 。 (3)壓制同實(shí)施例1。 (4)干燥壓坯在90°C干燥30分鐘。 (5)脫膠干坯在45(TC脫膠60分鐘。 (6)燒結(jié)脫膠坯在氮?dú)夥?00帕、160(TC燒結(jié)4小時(shí)，冷卻3小時(shí)。 實(shí)施例4 (1)配料將70克鋰酸釔、820克氮化硅、80克高純硅粉、30克聚乙烯醇溶液在行
星磨中研磨1小時(shí)。 (2)繞絲套接同實(shí)施例1 。(3)壓制同實(shí)施例1。 (4)干燥壓坯在8(TC干燥30分鐘。 (5)脫膠干坯在35(TC脫膠60分鐘。 (6)燒結(jié)脫膠坯在氮?dú)夥?00帕、154(TC燒結(jié)4. 5小時(shí)，冷卻3小時(shí)。 實(shí)施例5 (1)配料將90克鋰酸釔、850克氮化硅、10克高純硅粉、50克聚乙烯醇溶液在行
星磨中研磨1小時(shí)。 (2)繞絲套接同實(shí)施例1 。 (3)壓制同實(shí)施例1。 (4)干燥壓坯在90°C干燥30分鐘。 (5)脫膠干坯在40(TC脫膠60分鐘。 (6)燒結(jié)脫膠坯在氮?dú)夥?00帕、160(TC燒結(jié)4小時(shí)，冷卻3小時(shí)。 實(shí)施例6 (1)配料將100克鋰酸釔、800克氮化硅、50克高純硅粉、50克聚乙烯醇溶液在行星磨中研磨1小時(shí)。[OO49] (2)繞絲套接同實(shí)施例1 。 (3)壓制同實(shí)施例1。
(4)干燥壓坯在90。C干燥30分鐘。 (5)脫膠y坯在450 °C脫膠60分鐘。 (6)燒結(jié)脫膠坯在氮?dú)夥?00帕、148(TC燒結(jié)5小時(shí)，冷卻3小時(shí)。 實(shí)施例1-6的燒結(jié)坯的密度分別為3. 12g/cm3、3. 15g/cm3、3. 19g/cm3、3. 16g/cm3、
3. 14g/cm 是理論密度的90. 70%、91. 57%、92. 73%、91. 87%、91. 28%。泄露電流等均符
合JB/T10320-2002《家用和類(lèi)似用途氮化硅電熱元件》的要求。從上述實(shí)施例可以看出，
本發(fā)明獲得了符合使用要求的氮化硅發(fā)熱體。
權(quán)利要求
一種制造氮化硅發(fā)熱體的方法，包括模壓混合好的氮化硅粉料，然后脫膠，高溫?zé)Y(jié)，冷卻至室溫，其特征在于，常溫壓制后把坯料在300～450℃脫膠，在1450-1600℃氮?dú)夥盏臒Y(jié)爐中燒結(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氮化硅發(fā)熱元件的方法，其特征在于，氮化硅粉料是由 氮化硅、釔酸鋰、高純硅粉以及聚乙烯醇水溶液(10%)組成的混合物，其比例分別在80 90%、6 10%、1 9%、3 5%之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制造氮化硅發(fā)熱元件的方法，其特征在于，氮化硅中a相、 釔酸鋰、高純硅粉以及聚乙烯醇各自的純度按重量計(jì)為95%以上、95%以上、99. 99%以上、 98%以上，粒度分布范圍均在0. 3 30微米之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氮化硅發(fā)熱元件的方法，其特征在于，置入坯料中的發(fā) 熱絲插入繞成螺旋形式的引出絲中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氮化硅發(fā)熱元件的方法，其特征在于，脫膠工藝溫度在 350 40(TC，燒結(jié)工藝溫度在1450 160(TC之間。冷卻工藝為氮?dú)夥兆匀焕鋮s。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造氮化硅發(fā)熱元件的方法，其特征在于，燒結(jié)氣氛為氮?dú)?氛，氣壓在100 300帕之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種屬于電熱元件領(lǐng)域的氮化硅發(fā)熱元件及其制造方法。利用本方法可以顯著降低生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，并延長(zhǎng)發(fā)熱元件的使用壽命。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)將氮化硅與鋰酸釔、高純硅粉等混和均勻，稱量定重的粉料倒入模具中，把套接好的鎢絲與鉬絲置于粉料中，壓制，在300～450℃脫膠，在氮?dú)夥?480—1600℃下燒結(jié)，冷卻至室溫，磨削加工，焊接引線即得。
文檔編號(hào)C04B35/622GK101747045SQ200810183928
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者李明 申請(qǐng)人:李明