[發明專利]一種環保綠色半導體電熱膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202011492164.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112654105A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 楊子;銀霞
• 申請（專利權）人: 深圳市熱客派爾熱力科技有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/20;C23C14/10;C23C14/08;C23C14/24;C23C14/50
• 代理公司: 無錫風創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32461
• 代理人: 邱國棟

本發明涉及一種環保綠色半導體電熱膜及其制備方法，具體地說，本發明的環保綠色半導體電熱膜包括：金屬基材、氧化錫銻電熱膜以及介于所述金屬基材和所述氧化錫銻電熱膜之間的二氧化硅介質膜層；其中，所述金屬基材為帶半圓球狀凸起的金屬基材，所述氧化錫銻電熱膜包括位于所述介質層上的氧化錫銻層以及位于所述氧化錫銻層上的氧化錫銻螺旋結構層。本發明中電熱膜與基體的附著力大大提高，即使溫度不停變換也不容易剝落，壽命大大提高；此外，通過半圓球狀凸起結合表面螺旋結構電熱能效比大幅提升，抗高溫衰減性能優良。

技術領域

本發明涉及電熱材料技術領域，具體地說，涉及一種環保綠色半導體電熱膜及其制備方法。

背景技術

目前在很多需要加熱的場合，電阻絲加熱、電磁輻射加熱等方式較為常見。一般來說，電阻絲加熱是通過改變電阻值來調整加熱功率的加熱方式，這種加熱方式存在熱效率低、安全系數低、后期維護成本高、壽命短等缺陷，其電能轉換成熱能的轉換率不超過56％。而電磁輻射加熱利用輻射能進行加熱，又會存在電磁輻射危害以及成本過高的問題。

電熱膜的電熱轉換效率高，節能效果顯著，這是因為它發熱面積大、與被加熱體結合緊密的特點所決定的。其中，半導體電熱膜(簡稱SEHF)是能緊密地結合在基材表面上，通電后成為面狀熱源的薄膜狀半導體電熱材料，它具有熔點高、硬度大、電阻低、熱效率高、化學穩定性好等特點，特別是耐酸和堿，在加熱過程中無明火的特性，在電熱領域受到人們的重視。

目前科研人員對電熱膜作了很多的研究，現有技術CN1074579 A中通過向二氧化錫半導體電熱膜摻入鉍、銻、鐵、鈦或氟等微量組分可制成多種阻值區間的半導體電熱膜，雖然獲得工作性能穩定的電熱膜，但是實際電熱轉換率不高。 CN102925880A中公開了一種氧化錫銻半導體透明電熱膜，利用超聲噴霧方法向玻璃、陶瓷管表面沉積氧化錫銻薄膜，雖然制備過程簡單，便于工業化生產，但是獲得氧化錫銻半導體透明電熱膜電熱轉換率不高，而且高溫熱穩定性差，存在長期使用后性能衰減的現象。CN105992408 A中公開了包含氧化銦錫的混合物經蒸鍍法在高溫450～600度絕緣基體的表面形成電熱膜層，其可將輻射熱能轉換成遠紅外熱能，實現溫度的迅速提高，并降低排潮損失的溫度、增強被加熱能吸收的速度、減少熱能損失，其能效利用率均高達90％以上，但是其隨著溫度的變化電熱轉換不穩定，存在性能衰減的情況。

因此，如何提高半導體電流膜電熱轉換能效比來提高能源的利用率，以及提升半導體電流膜溫度變化的穩定性使其更好地滿足于國家節能環保的要求是本領域的技術人員當前亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于一種環保綠色半導體電熱膜及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明目的之一在于，提供了一種環保綠色半導體電熱膜，所述環保綠色半導體電熱膜包括：金屬基材、氧化錫銻電熱膜以及介于金屬基材和氧化錫銻電熱膜之間的二氧化硅介質層；其中，所述金屬基材為帶半圓球狀凸起的金屬基材，所述氧化錫銻電熱膜包括位于所述介質層上的氧化錫銻層以及位于所述氧化錫銻層的螺旋結構層。

進一步地，所述螺旋結構層位于所述氧化錫銻層上多個半圓球狀凸起部上。

進一步地，所述金屬基材選自不銹鋼、鋁、銅、鈦及其合金的任一金屬。

進一步地，所述二氧化硅介質層和所述氧化錫銻層依次均勻地平鋪在所述帶半圓球狀凸起的金屬基材上。

進一步地，所述螺旋結構層為類三角狀螺旋結構層。

進一步地，所述二氧化硅介質層和所述氧化錫銻電熱膜采用真空蒸鍍法制備而成。

進一步地，所述氧化錫銻電熱膜中二氧化錫和三氧化二銻的質量比為1:1 至1:1.5。

本發明目的之二在于，提供一種環保綠色半導體電熱膜的制備方法，具體包括如下方法步驟：