[發明專利]一種氧化鋁陶瓷發熱管及其制備方法

有效

• 申請號: 201910371121.X
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110041056B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 趙學國
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B41/90;H05B3/02;H05B3/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氧化鋁陶瓷發熱管，其特征在于：包括氧化鋁陶瓷管、硅膠層、電熱鎢線或鎳線、銀導線，所述硅膠層設置在氧化鋁陶瓷管外表面，所述電熱鎢線或鎳線設置在硅膠層與氧化鋁陶瓷管之間，所述電熱鎢線或鎳線兩端處設置有銀導線；

所述氧化鋁陶瓷管厚度為0.3～0.5mm，密度不小于3.9g/cm³，電阻為0.5～2Ω；

所述氧化鋁陶瓷發熱管的制備方法，包括如下步驟：

步驟一氧化鋁陶瓷管泥料的制備：按重量百分比在100份納米氧化鋁粉中加入，0.01～0.05份MgO引入劑、0.01～0.05份CaO引入劑、0.05～0.1份Al₂O₃引入劑、0.01～0.05份SiO₂引入劑、1.5～2.5份油酸、1～2份潤滑劑、3～15份粘結劑以及10～30份去離子水放入混料機中，在30℃以下溫度進行混煉1～5h，制備出分散均勻、固含量為75～85%的氧化鋁陶瓷管泥料；

步驟二氧化鋁陶瓷管的成型：將步驟一制備的泥料加入帶真空脫泡裝置的螺桿式陶瓷擠出成型機中，陶瓷泥料在螺桿推動下通過模具頭擠出成中空、薄壁陶瓷毛坯管；

步驟三氧化鋁陶瓷毛坯管的干燥：將步驟二制備的陶瓷毛坯管移至滾動干燥機上，在40～50℃熱風條件下，干燥脫水5～10分鐘，得到圓度及直度均符合要求的陶瓷生坯管；

步驟四氧化鋁陶瓷生坯管的排膠：將步驟三制備的陶瓷生坯管，在1100～1200℃下進行素燒，得到陶瓷素燒管；

步驟五氧化鋁陶瓷的燒制：將步驟四陶瓷素燒管置于高溫鉬管中于1500～1600℃下在氫氣氣氛下進行燒制，得到氧化鋁陶瓷管；

步驟六氧化鋁陶瓷管表面電熱鎢線或鎳線的制備：將步驟五所制備的氧化鋁陶瓷管，采用絲網印刷技術在其外表面印有厚膜電熱鎢線或鎳線，然后將其移至常壓氫氣爐中于1000～1500℃下燒結，得到電熱鎢線或鎳線共燒氧化鋁陶瓷發熱管；

步驟七氧化鋁陶瓷管表面硅膠層的制備：將步驟六所制備陶瓷發熱管的電熱鎢線或鎳線兩端分別與銀導線采用焊接技術焊接成一體，然后再在陶瓷發熱管外表面澆注硅膠層，待硅膠層凝固后即制得成品；

所述步驟一中MgO引入劑為Mg(NO₃)₂ 6H₂O， CaO引入劑為CaCl₂ 2H₂O， Al₂O₃引入劑為Al(NO₃)₃ 9H₂O， SiO₂引入劑為Si(OC₂H₅)₄。

2.根據權利要求1所述的氧化鋁陶瓷發熱管，其特征在于：所述硅膠層的厚度為1～2mm、耐溫300～400℃。

3.根據權利要求1所述的氧化鋁陶瓷發熱管，其特征在于：所述電熱鎢線或鎳線的厚度為0.03～0.05mm，所述銀導線的直徑為0.1～0.2 mm。

4.根據權利要求1所述的氧化鋁陶瓷發熱管，其特征在于：所述步驟一中使用的納米氧化鋁粉純度大于或等于99.99%，顆粒粒徑為300～500nm，比表面積為6～10m²/g。

5.根據權利要求1所述的氧化鋁陶瓷發熱管，其特征在于：所述步驟一中粘合劑為高純乙基纖維素醚、聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素醚、羥丙基乙基纖維素醚粉中的一種，潤滑劑為甘油、乙二醇、聚乙二醇600、聚乙二醇1000中的一種。

6.根據權利要求1所述的氧化鋁陶瓷發熱管，其特征在于：所述步驟三中滾動干燥機的結構由機架（1）、暖風機（2）、電機（3）、皮帶（4）、熱風管（5）、管架（6）、不銹鋼管（7）構成，所述電機（3）設置在機架（1）底部，管架（6）設置在機架（1）頂部，所述管架（6）上設置有2根以上的不銹鋼管（7），所述不銹鋼管（7）與電機（3）之間設置有皮帶（4）；所述熱風管（5）一端進風口與暖風機（2）相連，另一端出風口設置在不銹鋼管（7）頂部。

7.根據權利要求6所述的氧化鋁陶瓷發熱管，其特征在于：所述不銹鋼管（7）的直徑為10～20mm，長度為500～600mm，不銹鋼管的間距為1～2mm，不銹鋼管的轉速為3～10轉/分鐘。