[發(fā)明專利]高壽命陶瓷電加熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011521160.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112637973B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐慧;王萬(wàn)年;王天甜;唐洪珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蚌埠市科達(dá)電器有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H05B3/02
• 分類(lèi)號(hào): H05B3/02;H05B3/14;C04B35/80;C04B35/628;C04B35/84
• 代理公司: 合肥中博知信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

本發(fā)明公開(kāi)了一種高壽命陶瓷電加熱器，涉及電加熱器技術(shù)領(lǐng)域，所述高壽命陶瓷電加熱器包括加熱器和加熱器保護(hù)管，本發(fā)明所制加熱器保護(hù)管由碳化硅?氮化硅內(nèi)層、滲鋁碳纖維中間層、碳化硅?氮化硅外層組成，滲鋁碳纖維中間層作為保護(hù)管的骨架結(jié)構(gòu)起到支撐作用，碳化硅?氮化硅內(nèi)層和碳化硅?氮化硅外層用以隔絕加熱器和金屬溶液，防止加熱器侵蝕，同時(shí)將加熱器產(chǎn)生的熱量高效傳遞給金屬溶液。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及電加熱器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壽命陶瓷電加熱器。

背景技術(shù)：

陶瓷加熱器是一種高效熱分部均勻的加熱器、熱導(dǎo)性極佳的金屬合金，確保熱面溫度均勻，消除了設(shè)備的熱點(diǎn)及冷點(diǎn)。陶瓷加熱器分兩種，分別是PTC陶瓷發(fā)熱體和MCH陶瓷發(fā)熱體，這兩種產(chǎn)品所使用的材質(zhì)是完全不同的，只是成品類(lèi)似于陶瓷，所以統(tǒng)稱為“陶瓷發(fā)熱元件”。

加熱器保護(hù)管是將加熱器熱量傳遞給金屬溶液，防止加熱器侵蝕，保證金屬溶液不受加熱器污染的重要部件。加熱器保護(hù)管主要有不銹鋼、氮化硅、碳化硅等材質(zhì)，其中不銹鋼保護(hù)管耐腐蝕性差，氮化硅保護(hù)管成本高并且純氮化硅保護(hù)管很難制備，因此目前應(yīng)用較為廣泛的是碳化硅保護(hù)管。碳化硅保護(hù)管具有優(yōu)良的傳熱性能和耐腐蝕性能，但純碳化硅保護(hù)管在金屬溶液急冷急熱條件下容易破裂，影響使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種高壽命陶瓷電加熱器，進(jìn)一步地提供的是一種加熱器保護(hù)管的制備方法，一方面通過(guò)滲鋁來(lái)改善碳纖維管的導(dǎo)熱性能，另一方面通過(guò)碳化硅-氮化硅內(nèi)層和碳化硅-氮化硅外層的形成來(lái)使保護(hù)管正常發(fā)揮保護(hù)作用同時(shí)將加熱器產(chǎn)生的熱量進(jìn)行高效傳遞。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

高壽命陶瓷電加熱器，包括加熱器和加熱器保護(hù)管，所述加熱器保護(hù)管的制備方法包括以下步驟：

(1)將碳纖維預(yù)制成中空的碳纖維管；

(2)將成膜物質(zhì)溶解于乙醇中，再加入鋁粉，超聲分散均勻，得到涂層液；

(3)向滾筒式混料機(jī)中加入涂層液，再投入碳纖維管，轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒使涂層液均勻涂覆在碳纖維管的內(nèi)外壁上，取出碳纖維管，烘干后置于馬弗爐中，抽真空，通入氬氣，加熱至700-900℃后保溫，保溫結(jié)束后出爐空冷至室溫，得到滲鋁碳纖維管；

(4)將成膜物質(zhì)溶解于乙醇中，再加入碳化硅，超聲分散均勻，得到碳化硅液；

(5)向滾筒式混料機(jī)中加入碳化硅液，再投入滲鋁碳纖維管，轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒使碳化硅料液均勻涂覆在滲鋁碳纖維管的內(nèi)外壁上，取出滲鋁碳纖維管，烘干后置于馬弗爐中，抽真空，通入氮?dú)猓訜嶂?00-500℃后保溫，保溫結(jié)束后出爐空冷至室溫，得到坯管；

(6)對(duì)坯管進(jìn)行拋光處理，得到加熱器保護(hù)管。

所述步驟(2)和步驟(4)中成膜物質(zhì)為酚醛樹(shù)脂。

所述步驟(2)中成膜物質(zhì)、鋁粉的質(zhì)量比為(5-20):(20-50)。

所述步驟(3)中加熱溫度優(yōu)選750-850℃。

所述步驟(3)中保溫時(shí)間為3-8h。

所述步驟(4)中成膜物質(zhì)、碳化硅的質(zhì)量比為(10-30):(30-60)。

所述步驟(4)中加熱溫度優(yōu)選350-450℃。

所述步驟(5)中保溫時(shí)間為1-5h。

所述步驟(6)中拋光至表面粗糙度Ra≤1μm。

本發(fā)明以滾筒式混料機(jī)作為涂覆設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)涂層液和碳化硅液的均勻涂覆，在碳纖維管的內(nèi)外壁上形成厚度和成分均勻的涂層。