[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
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• 代理人: 暫無信息

一種氧化鋁陶瓷發熱管及其制備方法，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，所述硅膠層的厚度為1～2mm、可耐溫300～400℃，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。本發明通過陶瓷擠出成型工藝制備出超薄氧化鋁陶瓷管，可快速均勻升溫、發熱面大、耗電量小、使用壽命長、保溫性能好，因此具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明屬氧化鋁陶瓷發熱體領域，具體涉及一種氧化鋁陶瓷發熱管及其制備方法。

背景技術

目前市場上烤煙型電子煙發熱元件主要有普通氧化鋁陶瓷發熱體，如專利CN208369873 U、CN 208274083 U、CN 207968984 U 和CN 204498395 U，以及氧化鋯陶瓷發熱體，如專利CN 108966382 A。這兩種陶瓷發熱體在使用過程中均暴露出一些缺陷，如專利CN207968984 U和CN104446507 中所述氧化鋁陶瓷發熱體采用卷管工藝將內外兩層氧化鋁生坯流延片卷繞成陶瓷管并在內外兩層陶瓷生坯間印刷鎢導線，最后共燒制得氧化鋁陶瓷發熱元件，這種陶瓷發熱元件存在（1）陶瓷管中間存在結合縫，不美觀；（2）陶瓷發熱元件使用過程中會產生異味；（3）陶瓷發熱元件熱量散失過快，耗電量較大。又如專利CN 208274083U中所述多面發熱型陶瓷發熱體存在十字型陶瓷部件不易制備等缺點。此外專利CN108966382 A中所述氧化鋯陶瓷發熱體采用片式結構，直接將鎢線印刷在氧化鋯素坯片表面，然后共燒得到氧化鋯發熱元件，這種片式結構發熱元件存在（1）發熱面過小，致使煙絲烤煙不充分；（2）氧化鋯陶瓷熱導率差、熱膨脹系數大，使用過程中易折斷；（3）電熱鎢線隔熱膜易脫落使鎢線易氧化。因此，尋求一種可快速均勻升溫、美觀、強度高、熱導率高、發熱面大、耗電量小、使用壽命長的陶瓷發熱元件是烤煙型電子煙產業的普遍需求。高純氧化鋁陶瓷由于電絕緣性好、強度高、導熱性好、透光性、易燒結等優點，在陶瓷燈具，如專利CN102659415 A和CN 200910044200.6，和LED散熱，如專利CN 108610026 A、CN 102777809 A，等領域獲得較為廣泛的應用。采用超薄結構(壁厚0.3～0.5mm)（熱阻?。?、電絕緣性好、強度高(400MPa)、導熱性好、具有透光性（外形美觀）的高純氧化鋁陶瓷管制作電子煙發熱元件是一個較優的技術方案。

目前，工業上廣泛采用冷等靜壓成型技術生產高純氧化鋁陶瓷管。采用該項技術制作超薄(壁厚0.3～0.5mm)氧化鋁管時，壓制用陶瓷顆粒料在橡膠模具與WC中心柱間隙中難以均勻分布，成型后陶瓷管存在厚薄不均問題。因此尋求新的成型技術以批量化生產超薄(壁厚0.3~0.5mm)、高致密的高純氧化鋁陶瓷管是本發明的一個難點。透明氧化鋁陶瓷的制備一般需要加入少量的添加劑。如專利CN 105541302 A和CN 86101452 A中所述采用的MgO、ZrO₂、Y₂O₃、La₂O₃三元或四元混合摻雜配方，這些摻雜離子固溶在主晶相中，產生晶格畸變，抑制了高溫下主晶相晶界遷移速率，促進了晶間氣孔的排出，但是由這些摻雜配方所制備氧化鋁陶瓷燒制溫度都比較高（1780～1820℃），嚴重縮短了窯爐耐火材料的使用壽命。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種快速均勻升溫、強度高、熱導率高、發熱面大、耗電量小、使用壽命長的氧化鋁陶瓷發熱管及其制備方法。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：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，所述電熱鎢線兩端處設置有銀導線。