[發明專利]一種加熱用基板、加熱板、濕化器及其加工方法

在審

• 申請號: 201711116919.7
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107829125A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳瑞之谷醫療科技有限公司
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06;C25D11/24;C23C14/06;C23C14/32;C23C28/04;H05B3/20
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 魯兵,郭凡

技術領域

本發明涉及加熱器件及其加工的技術領域，特別是涉及一種加熱用基板、使用該基板的加熱板、使用該加熱板的濕化器、及基板和加熱板的加工方法。

背景技術

鋁合金因具有密度小、延展性好及導熱性能優良等特點，成為中低溫區間加熱基板的首選材料。現有的加熱板中，有一種是在鋁合金基板上粘貼上一層由柔性材質制成的加熱膜，加熱膜中設置有電阻加熱模塊，加熱膜與鋁合金基板之間通過絕緣膠粘結在一起，二者之間的熱量通過絕緣膠層來傳遞。這種加熱板存在以下問題：(1)絕緣膠的熱導率極低，加熱效率低且熱慣性大，不能精確控制溫度；(2)熱循環作用下加熱膜材質容易老化，老化后易與基板脫落，嚴重影響加熱板的使用；(3)加熱膜由柔性材質制成，內部的電阻加熱模塊易變形失效，可能導致金屬電阻失效，無法通電加熱。

現有的加熱板中，另一種是在純鋁或鋁合金基板上利用厚膜工藝依次制作介質導熱膜層、電阻加熱膜層，最后在電阻加熱層上涂覆保護層。這種加熱板的優點在于，鋁基板、介質導熱膜層與電阻加熱膜層為一體化設計，與貼膜的方式相比較，其可靠性及導熱效率有一定提高。但是，此種加熱板也存在以下問題：(1)常用的介質導熱膜層與鋁基板的熱膨脹系數不一致，且二者之間的附著力不夠，加熱時易造成介質導熱膜層龜裂甚至剝離，介質導熱膜層上的加熱電路也會斷開，加熱結構被破壞，導致加熱板失效；(2)介質導熱膜層的熱導率偏低，加熱效率低且熱慣性大，不能精確控制溫度；(3)厚膜工藝加工制造的電阻加熱膜層的電阻一致性普遍偏低，影響溫度的控制精度。

在某些需要精確控制加熱溫度的技術領域，比如在無創或有創通氣治療系統(如呼吸機)中，一般需在呼吸機和患者之間設置一濕化器。濕化器包括儲水的水罐和加熱元件，加熱元件的功能在于控制、調節呼吸機輸出的正壓空氣的溫度和濕度，使輸出的空氣達到合理的水平，以防止患者呼吸道因吸入的空氣濕度偏低而產生的氣道干燥、粘液分泌過多、呼吸道不適等癥狀。為實現此功能，濕化器需根據環境溫度、濕度的變化來較快地、精確地調整工作狀態及參數，使輸出氣體的溫度及濕度盡可能保持恒定。此功能在醫用有創機械通氣治療系統中顯得更為重要，在這種情況下，就要求加熱元件具有高的可靠性、高的熱導率和低的熱慣性。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，提供一種具有高的可靠性、高熱導率和低熱慣性的加熱用基板，本發明中“加熱用基板”是指附有氧化物陶瓷層的基板本體，即由輕金屬合金制成的基板本體及其表面附著的氧化物陶瓷層構成。

該加熱用基板，包括基板本體，所述基板本體表面設有與基板本體冶金結合的氧化物陶瓷層；優選的，所述冶金結合為氧化物陶瓷層在基板本體表面經微弧氧化處理得到。

所述氧化物陶瓷層的厚度為10μm-100μm，優選20-60μm，更優選的，其熱導率超過20W/m.K，擊穿電壓>500V。

所述氧化物陶瓷層表面有微孔，且微孔中填充封閉有封孔劑；所述封孔劑優選粒徑10-20nm的納米氧化鋁粉體或dichtol-HTR-#0977封孔劑。

所述基板本體為鋁合金、鎂合金、鈦合金等輕金屬合金；優選的，其厚度為1-2mm。

第二方面，本發明提供一種上述加熱用基板的加工方法，包括加工基板本體形狀、基板本體的表面處理，其特征在于，還包括微弧氧化；優選的，所述微弧氧化為通過微弧氧化在基板本體的表面上形成氧化物陶瓷層的過程。

所述微弧氧化具體為：將表面處理后的基板本體放入微弧氧化電解槽作為陽極浸沒在電解液中，進行微弧氧化，從而在基板本體上形成氧化物陶瓷層，清洗并烘干，得到附有洛氏硬度為600-800HV的氧化物陶瓷層的加熱用基板；

優選的，所述電解液含硅酸鈉10-15g/L、六偏磷酸鈉8-12g/L、乙二醇0.1-1.0g/L和丙三醇0.1-0.6g/L，pH值8-12；或含硅酸鈉10-15g/L、磷酸鈉8-12g/L、檸檬酸鈉0.1-0.6g/L、乙二醇0.1-1.0g/L、丙三醇0.1-1.0g/L(優選0.1-0.6g/L)，pH值8-12；

優選的，所述微弧氧化過程中：電解液溫度：20℃-30℃，電流密度：5-15A/dm²，電壓：300-700V，直流脈沖頻率：500Hz，占空比：20％-50％，微弧氧化時間：20-60min。