[發明專利]一種納米微晶格相分離電熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910231817.2
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109951903B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 江宇鋒;羅浩
• 申請（專利權）人: 深圳市聚威新材科技有限公司
• 主分類號: H05B3/20
• 分類號: H05B3/20;H05B3/12;H05B3/10;C09D163/00;C09D5/25;C09D7/61;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市查策知識產權代理事務所(普通合伙) 44527
• 代理人: 曾令安

1.一種納米微晶格相分離電熱材料，其特征在于：包括：基體層、過渡層、微晶格電熱層和絕緣隔熱層，所述基體層、過渡層、微晶格電熱層和絕緣隔熱層順序疊放，所述基體層為硅基體層，所述過渡層為3-5μm厚的碳化硅過渡層，所述微晶格電熱層為由鈦、稀土氧化物、鎢單質納米粉粒依次沉積在過渡層上形成鈦層、稀土氧化物層和鎢層。

2.根據權利要求1所述的一種納米微晶格相分離電熱材料，其特征在于：所述鈦層與鎢層厚度比為2:1，所述鎢層厚度為5-10nm。

3.根據權利要求1所述的一種納米微晶格相分離電熱材料，其特征在于：所述稀土氧化物以重量份計為：氧化釔25份、氧化鈰16份和氧化鑭11份均勻混合，稀土氧化物層厚度為2-4nm。

4.根據權利要求1所述的一種納米微晶格相分離電熱材料，其特征在于：所述微晶格電熱層在過渡層上疊加多層，疊加多層所述微晶格電熱層層數為1-5層。

5.根據權利要求1所述的一種納米微晶格相分離電熱材料，其特征在于：所述絕緣隔熱層為絕緣隔熱涂料涂抹而成，所述絕緣隔熱涂料配方其組成及重量配比按份計含有：二氧化硅72份、氧化鋁20份、氧化鐵1份、氧化鎂2份、氧化鈣1份、氧化鈉1份、氧化鉀1份、環氧樹脂30份、間苯二胺2份和己二胺1份。

6.一種用以制備納米微晶格相分離電熱材料的制備方法，其特征在于，其制備方法包括如下步驟：

(1)將硅基體用乙醇清洗4次，烘干，加熱基體至溫度達到600℃，用高純氮氣將硅基體吹凈；

(2)將碳化硅納米粉粒通過濕法球磨獲得水基碳化硅復合納米膠體，采用噴霧造粒工藝將水基膠體制成微米級團聚型粉末，將噴霧造粒后的碳化硅復合納米粉體進行熱處理，將熱處理后的碳化硅利用噴涂設備噴涂至硅基體上形成過渡層；

(3)將鈦單質放入蒸壓裝置內，在蒸壓裝置內充入氬氣或者氦氣，通過蒸壓裝置將熱至600-800℃使得鈦單質蒸發汽化，蒸壓裝置停止加熱使得鈦單質在氬氣或者氦氣中冷凝形成鈦的納米微粒，收集鈦納米微粒備用；將鎢單質放入蒸壓裝置內，在蒸壓裝置內充入氬氣或者氦氣，通過蒸壓裝置將熱至1000-1200℃使得鎢單質蒸發汽化，蒸壓裝置停止加熱使得鈦單質在氬氣或者氦氣中冷凝形成鎢的納米微粒，收集鎢納米微粒備用；

(4)將鈦納米微粒溶解至過飽和硝酸鹽水溶液中，將容納有鈦納米微粒的過飽和硝酸鹽水溶液倒入流動沉積池內，將形成過渡層的硅基體放入流動沉積池池底，通電形成沉積，使得鈦元素發生欠電位沉積，沉積在過渡層上；

(5)將稀土氧化物裝入噴射爐內，通過加熱噴射爐使稀土氧化物分子束流從噴射爐噴出，最終落在硅基體的鈦層上形成稀土氧化物層；

(6)將鎢納米微粒溶解至過飽和硝酸鹽水溶液中，將容納有鎢納米微粒的過飽和硝酸鹽水溶液倒入流動沉積池內，將形成稀土氧化物層的硅基體放入流動沉積池池底，通電形成沉積，使得鎢元素發生欠電位沉積，沉積在稀土氧化物層上；

(7)根據需要的層數重復多次4-6步驟，微晶格電熱層之間通過重復5步驟將微晶格電熱層隔離，完成微晶格電熱層噴涂；

(8)在微晶格層上植入銅箔電極或者鋁箔電極；

(9)將二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉、氧化鉀在電能加熱方式下加熱至500-700℃，使得表面均勻膨脹，再將溫度瞬間提升至1200-1400℃后開始玻化，自然冷卻后形成連續玻質化的顆粒，再以環氧樹脂作為粘合劑，間苯二胺和己二胺為固化劑，攪拌均勻，涂刷在硅基體的微晶格電熱層上。