專利名稱：一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造及工藝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電加熱材料技術(shù)，特別涉及到同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣雙重功能的導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造，且與其工藝技術(shù)有關(guān)。
迄今人們所使用的電熱器具之電加熱元件，一般有以下三種。(1)金屬絲，管，其主要缺點(diǎn)熱效率低、耗能大、自身工作溫度高，有光能損耗、易氧化、壽命短，用在電熱器具上要增加耐高溫絕緣材料，因而，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工廠成本高。(2)陶瓷PTC材料，雖然一定程度上提高了熱效率，但在組裝工藝、工序上很復(fù)雜，且要絕緣。(3)膜狀材料，如實(shí)用新型專利(8620666)它在耐熱絕緣管外涂上電熱膜液風(fēng)干而成。這種材料在實(shí)際使用中容易脫落，影響導(dǎo)電發(fā)熱。又如發(fā)明專利(CN87103537A)描素的一種新型電發(fā)熱體及技術(shù)。它是一種在常溫下處理后在高溫下燒結(jié)成的膜狀電加熱材料。它的缺點(diǎn)膜層與基材有明顯界面，易剝落，且主要是微粉技術(shù)的運(yùn)用，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)上不致密，容易產(chǎn)生氣泡和微孔，實(shí)際使用上膜層在高溫狀態(tài)下易損壞。
本發(fā)明的目的是要提供一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造及工藝技術(shù)。它不僅是導(dǎo)電發(fā)熱體且又是絕緣體。二者之間沒有明顯的分層界面。既導(dǎo)電發(fā)熱介質(zhì)和基材物質(zhì)之間有序而可控制地把多種元素物質(zhì)的原子和分子以化學(xué)鍵的形式排列組合起來，由化學(xué)鍵形式鍵合之導(dǎo)電發(fā)熱介質(zhì)和基材物質(zhì)結(jié)合牢固而不可剝離，其構(gòu)成之導(dǎo)電發(fā)熱層厚度為納米級(jí)，即1/1000微米。且具透光透明性。
本發(fā)明提供的這種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料及工藝技術(shù)，它有序而可控制地使基材的完全絕緣性發(fā)生了質(zhì)的變化，即相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)面(或內(nèi)外壁)一側(cè)使之具有導(dǎo)電發(fā)熱性，另一側(cè)保持著它原有的絕緣性。使之成為一同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣雙重功能的新材料。且構(gòu)成之導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣新材料以平面熱幅射的形式傳遞熱量，熱阻小，熱容量小，無光能損耗。所以，綜合熱效率高，自身工作溫度低，不易氧化，使用壽命長。為了推廣和運(yùn)用導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣雙重功能的新材料及工藝技術(shù)，在其相關(guān)的基材，導(dǎo)電介質(zhì)的配伍及制備工藝諸方面，提出了新穎而又實(shí)用的技術(shù)方案。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，首先它選用的基材材質(zhì)可以是耐高溫(650攝氏度以上)的玻璃、陶瓷、微晶玻璃，云母、高鋁及碳硅板、管。其次，它選用了多種金屬氧化物、半導(dǎo)體氧化物如氧化鈷、氧化鐵，氧化錫、氧化銅、氧化硅、氧化銦、氧化鎳等，且從它們中選取作為導(dǎo)電介質(zhì)原材。把若干種氧化物按一定的比例配伍，且攪拌勻均后置于球磨機(jī)內(nèi)研磨之300目以上的細(xì)度取出，置于某溶劑中，在65攝氏度的溫度條件下進(jìn)行游離基聚合反應(yīng)或稱(超細(xì)化反應(yīng))。45分鐘后從烘箱內(nèi)取出(超細(xì)化反應(yīng)時(shí)間)在該溶質(zhì)中加入60-80％的水溶液與之混合。溶質(zhì)在水分子的作用下電離成自由移動(dòng)的帶電微粒，(帶正電荷的陽離子和帶負(fù)電荷的陰離子)形式一種不飽和的導(dǎo)電解質(zhì)溶液，其潔清，而無懸浮、無沉淀物。放置于烘箱內(nèi)在45-50攝氏度的溫度下密封保溫備用。另構(gòu)筑一個(gè)高壓高速噴射裝置，該裝置的特殊要求是噴嘴的直徑小于0.5m/m，工作壓力8-10千克每平方厘米。把要處理的基材(玻璃或陶瓷等耐高溫材料)，置于熱處理爐內(nèi)，預(yù)熱溫度為580攝氏度，使基材物質(zhì)的分子在高溫下被高度活化，以便與導(dǎo)電物質(zhì)分子鍵合。
其后，通過高壓高速噴射裝置將備用之導(dǎo)電解質(zhì)溶液，定量有序，均勻地噴射在預(yù)熱基材的一側(cè)面上，在此過程中，要保持爐膛溫度580正負(fù)10攝氏度。在此高溫狀態(tài)下，高速且霧化噴射之導(dǎo)電解質(zhì)溶液與高溫基材接觸，瞬間發(fā)生熱分解，一部分導(dǎo)電發(fā)熱物質(zhì)以分子狀與基材物質(zhì)高度活化的分子發(fā)生鍵合，生存在基材表面，而一部分水分子則汽化為水蒸汽。為了使已生存在基材表面的導(dǎo)電發(fā)熱物質(zhì)完全氧化構(gòu)成穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，必須在550攝氏度溫度狀態(tài)下通入純氧且保溫10-15分鐘后取出。此時(shí)，已形成牢固而不可剝離的導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣新材料，它同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣的雙重功能。使基材的完全絕緣性質(zhì)有序而可控制地在一側(cè)面上發(fā)生了質(zhì)變，且導(dǎo)電發(fā)熱物質(zhì)與基材物質(zhì)之間沒有明顯的分層界面，且厚度為1/1000微米。通過對(duì)技術(shù)方案的描述，本發(fā)明確立如下工藝技術(shù)參數(shù)的組合方式銦∶錫∶硅∶鐵＝8∶1.4∶0.5∶0.1(重量比) 基材(絕緣)耐溫650攝氏度以上導(dǎo)電解質(zhì)粉狀細(xì)度 300目以上 超細(xì)化反應(yīng)溫度65攝氏度超細(xì)化反應(yīng)時(shí)間45分鐘 溶質(zhì)∶水＝20∶80導(dǎo)電溶液保溫溫度 45-50攝氏度 噴射嘴直徑小于0.5m/m噴射工作壓力 8-10千克每平方厘米 基材預(yù)熱溫度 580攝氏度基材熱處理溫度580正負(fù)10攝氏度 基材氧化處理溫度 550攝氏度基材氧化處理時(shí)間 10-15分鐘本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)其一.導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣合二為一，用于電熱器具上，可使加熱和被加熱結(jié)合為一體，使結(jié)構(gòu)簡單、工廠成本降低。其二.導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料沒有明顯的分層界面，因而熱阻小，且以平面熱幅射形式傳遞熱量，傳熱迅速，加熱均勻。其三.導(dǎo)電發(fā)熱層厚度為1/1000微米。所以熱容量小，自身工作溫度低，抗氧化性能好，而使用壽命長，無光能損耗，有節(jié)能性。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
附

圖1(本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖)1 基材物質(zhì)(玻璃或陶瓷) 2 導(dǎo)電發(fā)熱物質(zhì)3 基材導(dǎo)電發(fā)熱二物質(zhì)的鍵合部附圖2(本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖)4 基材物質(zhì)(管狀的玻璃或陶瓷)5 導(dǎo)電發(fā)熱物質(zhì)6 基材導(dǎo)電發(fā)熱二物質(zhì)的鍵合部
權(quán)利要求
1.一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造及工藝技術(shù)，它以耐高溫絕緣管、板為基材，由多種金屬和半導(dǎo)體氧化物按比例配伍、研磨、超細(xì)化反應(yīng)成導(dǎo)電解質(zhì)溶質(zhì)，且與水混合成溶液，高溫高壓高速噴射在基材上，其特征是基材的耐溫溫度是650攝氏度以上，氧化物分別為銦、錫、硅、鐵、且比例8∶1.4∶0.5∶0.1(重量比)，氧化物粉狀細(xì)度300目以上，超細(xì)化反應(yīng)溫度65攝氏度超細(xì)化反應(yīng)時(shí)間45分鐘，溶質(zhì)與水比例20∶80(重量比)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造及工藝技術(shù)，其特征是超細(xì)反應(yīng)后的導(dǎo)電解質(zhì)溶質(zhì)與水混合后的不飽和導(dǎo)電解質(zhì)溶液潔清，無懸浮、沉淀物，溶液密封保溫溫度45-50攝氏度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造及工藝技術(shù)，其特征是高壓高速噴射裝置的噴嘴直徑小于0.5m/m，工作壓力8-10千克每平方厘米，基材的預(yù)熱溫度為580攝氏度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造及工藝技術(shù)，其特征是基材熱處理溫度保持在580正負(fù)10攝氏度，基材氧化處理時(shí)間10-15分鐘，基材氧化處理溫度550攝氏度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造及工藝技術(shù)。其特征是導(dǎo)電發(fā)熱物質(zhì)以分子狀與基材物質(zhì)高度活化的分子以化學(xué)鍵的形式鍵合的，沒有明顯的分層界面，只有鍵合部，且厚度為1/1000微米
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造及工藝技術(shù)，其特征是基材相對(duì)應(yīng)的二側(cè)面或內(nèi)外壁，分別呈導(dǎo)電性與絕緣性，且牢固而不可剝離。
全文摘要
本發(fā)明涉及到電加熱材料技術(shù),特別涉及到一種同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣雙重功能的導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣材料的制造,且與其工藝技術(shù)有關(guān)。它選用650攝氏度以上的耐高溫絕緣板管為基材,選用了多種金屬氧化物和半導(dǎo)體氧化物,按比例配伍研磨超細(xì)化反應(yīng)后,在高溫狀態(tài)下,由高壓高速噴射裝置噴射到基材的一側(cè)或(一壁)上。使導(dǎo)電發(fā)熱物質(zhì)與基材物質(zhì)之間以化學(xué)鍵的形式鍵合且沒有明顯的分層界面。致使基材的完全絕緣性發(fā)生了質(zhì)的變化,構(gòu)成一同具導(dǎo)電發(fā)熱/絕緣雙重功能的電加熱新材料,可廣泛用于電加熱器具上。
文檔編號(hào)H05B3/26GK1358053SQ0012785
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月12日
發(fā)明者錢光耀 申請人:錢光耀