專利名稱：高溫共燒發(fā)熱元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫共燒發(fā)熱元件及其制造方法，屬于材料科學(xué)
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)普遍采用的陶瓷發(fā)熱體制造工藝是采用厚膜工藝將發(fā)熱電路印刷于一氧化鋁陶瓷基板表面，經(jīng)過一定的工藝燒成后，將另一塊未印刷任何電路的氧化鋁陶瓷基板覆蓋其上，中間采用低熔點(diǎn)材料在某一溫度下進(jìn)行粘結(jié)，然后在其引腳位置引出導(dǎo)線，形成產(chǎn)品。該方法制作的發(fā)熱元件工藝復(fù)雜，粘結(jié)劑與陶瓷基體熱膨脹系數(shù)不同，發(fā)熱體容易氧化，壽命短。
本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高溫共燒發(fā)熱元件及其制造方法。
本發(fā)明的上述目的是采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種高溫共燒發(fā)熱元件，其特征在于該發(fā)熱元件由兩層或多層陶瓷片組成，陶瓷片間印刷有金屬電阻漿料，通過引腳，與電路形成回路，通電后產(chǎn)生熱量。
一種高溫共燒發(fā)熱元件的制造方法，該制造方法選擇利用各種陶瓷生坯成型方式，如流延、干壓、軋膜等，制得陶瓷生坯，如氧化鋁陶瓷生坯，在陶瓷生坯上印刷耐高溫的金屬電阻漿料，如鎢錳、鉬錳、鎳、銀鈀，銀等，熱壓成一體，在氫氣保護(hù)氣氛下燒結(jié)，氫氣的體積百分比為30％-100％，氮?dú)獾捏w積百分比為70％-0％，形成一體的陶瓷發(fā)熱元件。
與傳統(tǒng)的制造方法不同，本發(fā)明采用共燒技術(shù)，把陶瓷體與電阻漿料一次燒結(jié)，形成一體的陶瓷發(fā)熱元件。
本發(fā)明的高溫共燒發(fā)熱元件的成型方法，包括以下步驟(1)可以利用各種成型方法，如流延、干壓、軋膜等，制得陶瓷生坯。
(2)將耐高溫的金屬電阻漿料如鎢錳、鉬錳、鎳、銀鈀，銀等按一定的發(fā)熱電路設(shè)計(jì)要求，采用絲網(wǎng)印刷的方式，將發(fā)熱電路印于陶瓷生坯表面，然后將另一塊沒有印刷任何電阻漿料的陶瓷生坯整齊覆蓋在其上面，如果要求更多層，可以重復(fù)以上步驟，在一定的壓力和溫度下疊壓成一體。
(3)在一定的還原保護(hù)氣氛下高溫?zé)Y(jié)使之成為一陶瓷整體的發(fā)熱元件。
本發(fā)明提供的高溫共燒發(fā)熱元件具有充分穩(wěn)定性和高效率，其陶瓷發(fā)熱元件陶瓷片層間不需要使用粘結(jié)劑，具有耐高溫、耐腐蝕、防水、絕緣強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)。
所述金屬電阻漿料為耐高溫的金屬電阻漿料，選自鎢錳、鎢鉬、鎳、銀鈀，銀中的任意一種。
由于采用陶瓷生坯與電阻漿料共燒的方法，所以對所使用的金屬電阻漿料要求耐高溫，同時應(yīng)在燒結(jié)過程中與陶瓷基片的收縮率相匹配，比較好的漿料有鎢錳，鉬錳，鎳，銀鈀，銀等。對于陶瓷生坯的成型應(yīng)該精確計(jì)算收縮率，通過模壓成型。在陶瓷生坯上印刷電阻漿料應(yīng)著重解決印刷質(zhì)量及膜厚。為了避免所用的金屬電阻漿料在高溫?zé)Y(jié)過程中氧化，該過程應(yīng)在還原保護(hù)氣氛下進(jìn)行。
采用本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)1、屬于面狀加熱，陶瓷體雙面導(dǎo)熱，表面溫度均勻，高效節(jié)能。
2、熱響應(yīng)時間短，熱慣性小，節(jié)省電力。
3、耐高溫，耐腐蝕，絕緣強(qiáng)度高，功率密度大。
4、由于整個陶瓷發(fā)熱元件已經(jīng)燒結(jié)成為一體，發(fā)熱體與外界絕緣，不易氧化，發(fā)熱體的使用壽命長。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施方式
詳述本發(fā)明96％氧化鋁陶瓷發(fā)熱元件的制造1、采用流延法制備陶瓷生坯。將氧化鋁粉料、助燒劑、溶劑、分散劑、增塑劑、粘結(jié)劑等加入球磨罐球磨，所得漿料進(jìn)行真空脫泡，啟動流延機(jī)，流延的坯膜在一定溫度下干燥固化。獲得均勻性好，表面平整光滑，強(qiáng)度高的氧化鋁陶瓷生坯。
2、將所獲得的氧化鋁生坯按照一定的圖形模壓成型。將耐高溫的鎢錳電阻漿料按照發(fā)熱電路設(shè)計(jì)要求，采用絲網(wǎng)印刷的方式，將發(fā)熱電路印于氧化鋁陶瓷生坯表面，然后將另一塊沒有印刷任何電阻漿料的陶瓷生坯整齊覆蓋在其上面，在一定的壓力和溫度下疊壓成一體。
3、在保護(hù)性的氣氛下，如通入氫氣，在氫氣保護(hù)氣氛下燒結(jié)，氫氣的體積百分比為30％-100％，氮?dú)獾捏w積百分比為70％-0％，按照合適的排膠燒成曲線，高溫?zé)Y(jié)使之成為一陶瓷整體的發(fā)熱元件。
4、在其引腳位置引出導(dǎo)線，經(jīng)過一定的電性能測試，成為成品。
所述金屬電阻漿料為耐高溫的金屬電阻漿料，選自鎢錳、鉬錳、鎳、銀鈀、銀中的任意一種。
權(quán)利要求
1.高溫共燒發(fā)熱元件，其特征在于該元件結(jié)構(gòu)由兩層或多層陶瓷片組成，陶瓷片間印刷有金屬電阻漿料，通過引腳，與發(fā)熱電路形成回路，通電后產(chǎn)生熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫共燒發(fā)熱元件，其特征在于所述金屬電阻漿料按照發(fā)熱電路設(shè)計(jì)要求采用絲網(wǎng)印刷的方式將發(fā)熱電路印于陶瓷生坯表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫共燒發(fā)熱元件，其特征在于所述高溫共燒發(fā)熱元件為在通入氫氣的還原氣氛下，在氫氣保護(hù)氣氛下燒結(jié)，氫氣的體積百分比為30％-100％，氮?dú)獾捏w積百分比為70％-0％，按照設(shè)定的的排膠燒成曲線，高溫?zé)Y(jié)使之成為一陶瓷整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫共燒發(fā)熱元件，其特征在于所述金屬電阻漿料為耐高溫的金屬電阻漿料，選自鎢錳、鉬錳、鎳、銀鈀中的任意一種。
5.高溫共燒發(fā)熱元件的制造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)可以利用各種成型方法，如流延、干壓、軋膜等，制得陶瓷生坯；(2)將耐高溫的金屬電阻漿料如鎢錳、鉬錳、鎳、銀鈀等按一定的發(fā)熱電路設(shè)計(jì)要求，采用絲網(wǎng)印刷的方式，將發(fā)熱電路印于陶瓷生坯表面，然后將另一塊沒有印刷任何電阻漿料的陶瓷生坯整齊覆蓋在其上面，如果要求更多層，則重復(fù)以上步驟，在一定的壓力和溫度下疊壓成一體；(3)在保護(hù)性的氣氛下，如通入氫氣，在氫氣保護(hù)氣氛下燒結(jié)，氫氣的體積百分比為30％-100％，氮?dú)獾捏w積百分比為70％-0％，按照設(shè)定的排膠燒成曲線，高溫?zé)Y(jié)使之成為一陶瓷整體的發(fā)熱元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫共燒發(fā)熱元件及其制造方法，提供了一種具有充分穩(wěn)定性和高效率的高溫共燒發(fā)熱元件，其特征在于該元件結(jié)構(gòu)由兩層或更多陶瓷片組成，陶瓷片間印刷有金屬電阻漿料，通過引腳，與電路形成回路，產(chǎn)生熱量。該制造方法可以利用各種陶瓷生坯成型方式，如流延、干壓、軋膜等，制得陶瓷生坯，如氧化鋁陶瓷生坯，在陶瓷生坯上印刷耐高溫的金屬電阻漿料，如鎢錳、鉬錳、鎳、銀鈀等，熱壓成一體，在氫氣保護(hù)氣氛下燒結(jié)，氫氣的體積百分比為30％－100％，氮?dú)獾捏w積百分比為70％－0％，形成陶瓷發(fā)熱元件。該方法制作的陶瓷發(fā)熱元件陶瓷片層間不需要使用粘結(jié)劑，具有耐高溫、耐腐蝕、防水、絕緣強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H05B3/18GK1649449SQ20041001527
公開日2005年8月3日 申請日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者王江, 黨桂彬, 羅欣明, 吳崇雋, 周和平 申請人:珠海粵科清華電子陶瓷有限公司