專利名稱：大功率電熱轉(zhuǎn)換體及其處理技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬應(yīng)用半導(dǎo)體制取的大功率電熱轉(zhuǎn)換體領(lǐng)域。
迄今為止，任何電熱材料都難以制成大功率電熱轉(zhuǎn)換體。
例如合金電熱材料，如果并聯(lián)工作，會(huì)發(fā)生熱咬而燒毀，無(wú)法通過(guò)并聯(lián)來(lái)增大功率，另外合金電熱元件的使用壽命隨著表面負(fù)荷的增大而要縮短，其表面負(fù)荷只能有限度地選擇(如茂福爐約為1.6-2.5W/cm2，高溫電爐約為1.5-2.3W/cm2-見(jiàn)機(jī)械工業(yè)出版社87年第一版第一次印刷本中的電熱電器的設(shè)計(jì)制造與維修第51頁(yè))。
又如PTC電熱材料，由于溫升受居里點(diǎn)限制(約300℃以下)，欲將PTC電熱材料，疊加成大功率體是無(wú)意義的。
另外在我國(guó)也有采用半導(dǎo)體導(dǎo)電膜用于電加熱器，但未見(jiàn)用于做電熱元件。
本發(fā)明的目的尋找一種使用壽命長(zhǎng)、發(fā)熱功率不受限制，電熱轉(zhuǎn)換率高(節(jié)電)，使用性能優(yōu)的新的電熱轉(zhuǎn)換體及其制造技術(shù)。
本發(fā)明是通過(guò)電子電熱處理后疊加實(shí)現(xiàn)的。
電子電熱處理簡(jiǎn)稱DZR處理(DZR三個(gè)字母分別是電子熱三個(gè)的漢語(yǔ)拼音的第一位字母)。在處理過(guò)程中將一種四價(jià)半導(dǎo)體鹽結(jié)晶體(SnCI4.5H2O)溶于有機(jī)溶劑中后加進(jìn)還原劑(例SbCI3，NH4F，CF2COOF等任選一種，其中SbCI3最佳)使其游離在350℃-550℃高溫空氣中分解和還原成該種半導(dǎo)體的二價(jià)，一價(jià)氧化物和分子的混合物(例SnO2+SnO+Sn)滲鍍進(jìn)經(jīng)過(guò)去離子水清洗凈并經(jīng)脫水和預(yù)熱后的耐高溫絕緣體(可以是陶、瓷、玻璃、搪瓷、塑料、云母等)，則成電子電熱元件，(簡(jiǎn)稱DZR元件)，這種DZR元件可以是片狀、棒狀、圓狀等各種幾何形狀。這種DZR元件還可用涂布遠(yuǎn)紅外涂料的方法提高熱幅射效率。
本發(fā)明疊加可以采用以下幾種方式1、將一塊元件的兩面分別經(jīng)過(guò)DZR處理后并聯(lián)實(shí)現(xiàn);
2、將多片(應(yīng)用較多的是2-30片)DZR元件用機(jī)械方法并聯(lián);
3、在同一元件上(瓷或搪瓷)，經(jīng)DZR處理后再涂布上瓷或搪瓷，經(jīng)燒結(jié)后再DZR處理，再涂布再處理甚至多層次反復(fù)處理成疊加體后用統(tǒng)一一對(duì)梯式銀漿或金漿電極并接而成大功率電子電熱轉(zhuǎn)換體。
4、在一塊較薄的人造云母片的一面經(jīng)DZR處理，然后卷成筒式而成大功率熱轉(zhuǎn)換體。
附

圖1為本發(fā)明的機(jī)理示意圖。
附圖2和附圖3為大功率DZR瓷板。
附圖4和附圖5為干燥箱式烘機(jī)或箱式電爐或烤箱中的風(fēng)琴式大功率電熱轉(zhuǎn)換板。
附圖6和附圖7為照片上光機(jī)或烘茶機(jī)電熱面板示意圖。
附圖8和附圖9為一種耐高溫的卷筒式大功率電熱轉(zhuǎn)換體示意圖。
本發(fā)明的機(jī)理附圖1為本發(fā)明DZR基本發(fā)熱單元的電熱轉(zhuǎn)換機(jī)理示意圖，圖中1表示導(dǎo)帶，2表示滿帶，3表示禁帶，4表示空穴，5表示自由電子(4和5統(tǒng)稱載流子)，在電場(chǎng)的作用下，電子從滿帶2中躍過(guò)禁帶3，進(jìn)入導(dǎo)帶1成為自由電子5，在滿帶2中相應(yīng)出現(xiàn)空穴4載流子的跳躍滾動(dòng)使電流得以流通，大量的載流子在電場(chǎng)中消耗電能波動(dòng)，平均動(dòng)能成為熱能放出。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明與其它電熱轉(zhuǎn)換元件相比較，突破了表面負(fù)荷的局限性，可通過(guò)疊加法解決了大功率電熱體的制造難題。
2、本發(fā)明與合金電熱元件相比，發(fā)熱無(wú)明火，使用安全，熱慣性小，便于恒溫控制，電熱轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)電;耐銹蝕，使用領(lǐng)域廣;抗震性強(qiáng)，制造工藝簡(jiǎn)單，制造成本和輔助成本都低很多。
3、本發(fā)明與PTC元件相比，可耐高壓，電流變化小(本發(fā)明的電流變化在10-1左右，而PTC在105左右);本發(fā)明能耐潮濕，不象PTC在潮濕環(huán)境中易碎裂;溫升不受低居里點(diǎn)限制。
實(shí)施例1如附圖2和附圖3附圖2為大功率DZR瓷板，圖中6表示耐高溫瓷板，7表示涂有遠(yuǎn)紅外涂料或熱輻射材料的絕緣瓷板，8表示絕熱反射板，9為高溫瓷板6兩面疊加的DZR滲鍍層，附圖3中10為兩對(duì)平行印(涂)燒結(jié)在9上的銀漿電板，11為絕緣瓷板7上的紅外涂層，用四只螺絲四角固定6.7.8，并將10疊加電極連接和引出接電源用。
當(dāng)10分別接上電源火地線后，熱量由8向上反射并經(jīng)11輻射使7成為無(wú)明火電熱板。
實(shí)施例2如附圖4和附圖5附圖4為干燥箱式烘干機(jī)或箱式電爐或烤箱中的風(fēng)琴式大功率電熱轉(zhuǎn)換板，圖中12表示數(shù)塊(塊數(shù)隨電熱箱功率參數(shù)要求任意設(shè)計(jì))DZR發(fā)熱計(jì)，13表示每塊發(fā)熱片的疊加的兩面中任一面DZR滲鍍面，14表示電極夾頭，附圖5中，15表示印刷(涂)燒結(jié)在12兩端面的銀漿電極。
當(dāng)14分別接上電源后，所有片12兩個(gè)面都發(fā)熱，疊加的各片均發(fā)熱，使得本電熱轉(zhuǎn)換板可以獲得很大功率。本發(fā)明還可用風(fēng)扇使熱交換加快。
實(shí)施例3附圖6和附圖7為照片上光機(jī)或烘茶機(jī)電熱面板示意圖，圖中16為08F薄鐵皮，1為DZR滲鍍層，18為各層搪瓷面，19為連接17各面的銀漿電極面，各單層DZR滲鍍面的表面電荷較低，但疊加起來(lái)功率很大，且發(fā)熱均勻，覆蓋上上光板即可上光照片(或作的烘茶機(jī)等熱源板)。
實(shí)施例4附圖8為一種耐高溫的卷筒式大功率電熱轉(zhuǎn)換體，圖中20表示人造云母片，云母片20的一個(gè)面23上均勻地進(jìn)行DZR處理，在20云母片的中間有一細(xì)長(zhǎng)銀漿電極如附圖8和附圖9中的21所示，兩端各有一細(xì)長(zhǎng)銀漿電極如附圖8和附圖9中的22所示。卷成筒后，兩端電極22連在一起，這種大功率的電子電熱卷筒片卷成的筒形的直徑變化余地較大，內(nèi)腔溫升快、溫度高。
權(quán)利要求
1.一種大功率電熱轉(zhuǎn)換體，由電子電熱元件組成，其特征是由電子電熱元件疊加而成的，且電子電熱元件是采用四價(jià)半導(dǎo)體鹽溶解于有機(jī)溶劑后以SbCI3(或CF2COOF或NH4F)為還原劑在350℃-550℃的高溫下還原成該半導(dǎo)體的二氧化物、一氧化物和元素的混合物滲鍍?cè)诮?jīng)過(guò)去離子水清洗再經(jīng)脫水的耐高溫絕緣材料上實(shí)現(xiàn)的。
2.按權(quán)利要求1所述的大功率電熱轉(zhuǎn)換體，其特征是由電子電熱元件疊加而成的，疊加的方法可以是(1)將一塊耐高溫絕緣材料兩面分別經(jīng)電子電熱處理后并聯(lián)實(shí)現(xiàn)，(2)將多片電子電熱元件(2-30片)用機(jī)械方法并聯(lián)實(shí)現(xiàn)，(3)在同一瓷或搪瓷上經(jīng)電子電熱處理后再涂布瓷或搪瓷，經(jīng)燒結(jié)后再電子電熱處理再涂布再處理如此根據(jù)需要多次反復(fù)處理實(shí)現(xiàn)疊加，(4)在一塊較薄的人造云母片的一面電子電熱處理然后卷成筒狀接出并聯(lián)電極而實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種大功率電熱轉(zhuǎn)換體，由電子電熱元件迭加而成，因?yàn)椴捎昧撕侠淼奶幚砉に嚭秃线m的原料，使電子電熱元件迭加后不會(huì)發(fā)生熱咬，并突破了表面負(fù)荷的局限性。本大功率電熱轉(zhuǎn)換體發(fā)熱無(wú)明火，使用安全，熱慣性小，便于恒溫控制，電熱轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)電；耐銹蝕，耐潮濕，耐高壓，制造工藝簡(jiǎn)單，抗震性強(qiáng)，使用領(lǐng)域廣。
文檔編號(hào)A23L3/365GK1034107SQ8810001
公開日1989年7月19日 申請(qǐng)日期1988年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月6日
發(fā)明者孔德凱 申請(qǐng)人:孔德凱