專利名稱：一種中溫陶瓷電熱膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電加熱材料的技術(shù)領(lǐng)域。
電熱膜加熱體由于其重量輕且直接附著在被加熱體表面上，具有加熱迅速、熱效率高、安全、節(jié)能、長壽命等明顯優(yōu)于電阻絲加熱體的特點(diǎn)，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
電熱膜通常分為金屬半導(dǎo)體型和陶瓷型兩種，半導(dǎo)體型電熱膜，如氧化錫薄膜、氧化銦薄膜等，需采用真空涂鍍設(shè)備，工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，膜層厚度不易控制。陶瓷型電熱膜通常由玻璃料與導(dǎo)電填料構(gòu)成，經(jīng)高溫焙燒工藝制成陶瓷釉質(zhì)膜層，其工藝簡單，設(shè)備投資小，便于批量生產(chǎn)，應(yīng)用較廣泛。
目前國內(nèi)使用普遍的是以石墨為導(dǎo)電填料的陶瓷型電熱膜，其穩(wěn)定的工作溫度僅達(dá)到200℃左右，由此限制了它的加熱功率密度和使用條件，使制出的產(chǎn)品無法承受加熱油類的煎炸燒烤的高溫，也不能承受器皿的于燒，從而使產(chǎn)品的形狀與種類大大受到限制，也給產(chǎn)品的安全保護(hù)、清洗和維修帶來諸多不便。
本發(fā)明的目的在于采用成熟的厚膜陶瓷工藝，制出發(fā)熱溫度高于250℃的中溫陶瓷型電熱膜。
本發(fā)明所述的電熱膜是附著在表面絕緣的耐熱底材上面的，底材的形狀可以是任意的，其材質(zhì)可以是玻璃、搪瓷、陶瓷以及經(jīng)過絕緣預(yù)處理的金屬等材料。
電熱膜的主要成分為含鉬的鎘鋁硼玻璃料與還原劑，其中含鉬的鎘鋁硼玻璃料的主要原料為三氧化鉬5～20mol％，氧化鋁5-15mol％，氧化硼40-60mol％，氧化鎘30-50mol％。玻璃料的制法是將上述四種原料按比例配料，球磨，混合均勻之后，在1000-1100℃溫度下熔融，然后淬裂，磨細(xì)，過250目篩，制成含鉬的玻璃粉料。
在上述含鉬的鎘鋁硼玻璃粉料中加入一定含量的還原劑混合均勻，還原劑為硅粉，硼粉，二硅化鉬粉，可以用其中一種或多種混合使用。其加入量為1～20wt％。
在上述混合原料中加入一定含量的有機(jī)粘合劑制成電熱膜漿料，有機(jī)粘合劑的成分為甘油、丙二醇、松油醇、乙基纖維素、硝化纖維素等，可只用其中一種，也可以混合使用。其加入量為20～60wt％。
采用刷涂、噴涂、浸涂或絲網(wǎng)印刷等方法將上述電熱膜漿料涂覆在底材的表面上，經(jīng)過100～200℃，10～30分鐘烘干后，使用普通工業(yè)馬福爐或隧道窯在大氣氣氛下，于750-850℃溫度下，保溫5-30分鐘，制成結(jié)構(gòu)致密的陶瓷型電熱膜。在高溫下原料中的三氧化鉬被還原劑還原成導(dǎo)電性的二氧化鉬，在玻璃體中發(fā)生重結(jié)晶而析晶生長成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，由此制出的電熱膜可以承受很高的加熱功率密度。
采用本發(fā)明制成的電熱膜，在通電加熱情況下，其長期工作溫度可以達(dá)到300℃于燒情況下的功率密度可達(dá)到5～8W/cm2，電熱膜的電阻溫度系數(shù)可通過改變配方調(diào)節(jié)在-5×10-3/℃～+1×10-3/℃之間。此電熱膜制造工藝簡單，設(shè)備投資少，性能容易控制，便于大批量生產(chǎn)。使用此電熱膜可以制成能夠煎、炸、燒、烤的新型電熱炊具，也可以用于制成各種新型工業(yè)與儀器儀表用電熱器具，具有很廣泛的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的一個實(shí)施例如下將三氧化鉬、氧化鋁、氧化硼、氧化鎘按1∶1∶4∶4的摩爾配比混合均勻，裝入瓷坩鍋在馬福爐內(nèi)于1100℃熔融，然后淬火水裂，球磨后過300目篩制成玻璃粉，再加入5wt％的硅粉和適量的由松油醇，乙基纖維素構(gòu)成的有機(jī)粘合劑混合制成電熱膜漿料，用絲網(wǎng)印刷的方法將其涂覆在氧化鋁基板上，經(jīng)100℃，20分鐘烘于后，用馬福爐在大氣中于800℃燒結(jié)15分鐘，制成電熱膜，該電熱膜在空氣中于燒條件下，可承受8W/cm2的功率密度，長期穩(wěn)定的表面溫度在300～350℃。
權(quán)利要求
1.一種中溫陶瓷電熱膜，其特征在于其主要材料成分為含鉬的鎘鋁硼玻璃料和還原劑，其穩(wěn)定的工作溫度達(dá)到300℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電熱膜，其特征在于所述的含鉬的鎘鋁硼玻璃料由下列成分構(gòu)成氧化鉬5～20mol％氧化鋁5～15mol％氧化硼40～60mol％氧化鎘 30～50mol％
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電熱膜，其特征在于所述的還原劑為硼粉、硅粉、二硅化鉬粉，可以只用其中一種或多種混合使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電熱膜，其特征在于電熱膜的制備工藝為采用有機(jī)粘合劑與電熱膜材料混合制成漿料，用刷涂、噴涂、浸涂或絲網(wǎng)印刷方法將其涂覆在表面絕緣且耐熱的底材上，經(jīng)烘干后，在750～850℃溫度燒結(jié)5～30分鐘成膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱膜，其特征在于上述有機(jī)粘合劑為甘油、丙二醇、松油醇、乙基纖維素、硝化纖維素，可只使用其中一種，也可以混合使用。
全文摘要
一種中溫陶瓷電熱膜，由含鉬的鎘鋁硼玻璃料與還原劑組成，通過刷涂、噴涂、浸涂或絲網(wǎng)印刷等方法將由上述材料與有機(jī)粘合劑混合制成的漿料涂覆在表面絕緣的耐熱底材上，經(jīng)烘干后，在750～850℃，5～30分鐘燒結(jié)成電熱膜。此電熱膜可承受較高的干燒加熱功率，其表面穩(wěn)定的工作溫度在300℃以上。
文檔編號H05B3/22GK1127976SQ94119049
公開日1996年7月31日 申請日期1994年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月27日
發(fā)明者陸龍波, 李崇京, 衡陽, 謝威, 王福永, 李力, 盛永興 申請人:深圳桑普節(jié)能技術(shù)有限公司