[发明专利]微晶陶瓷复合电热材料及其制备远红外陶瓷电热板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能电热材料及其用该材料生产远红外陶瓷电热板的方法，为电热材料领域，也属于特种陶瓷领域。

背景技术

随着现代科技的飞速发展和人们对生活质量、环境保护要求的日益提高，各种家庭、办公采暖及理疗保健医疗场合等对加热条件和要求也越来越高。由于电加热的突出优点，在上述场合应用十分广泛。电加热元件一般可由金属材料或非金属材料制成。金属电热材料由于通电后产生部分可见光而造成能量损耗，电热转化效率不高，加之由不可再生矿产资源制成，且制备过程中严重的环境污染等，从可持续发展的角度出发，近年来关于非金属电热材料的开发研究十分活跃。目前，报导的非金属电热材料主要有导电发热涂料、碳化硅材料、铬酸镧材料、PTC陶瓷材料、碳纤维、电热膜、碳晶、碳陶复合材料等，部分可能存在电绝缘性能差，工作寿命短，易老化，电-辐射热转化效率不高，发热体与电器元件基体之间存在膨胀系数差异，导致功率衰减大、电气参数不稳定等问题。

发明内容

为了解决现有非金属电热材料上述缺点，本发明的目的在于提供一种微晶陶瓷复合电热材料的制备方法及其用该材料制备远红外陶瓷电热板的方法，具有简单高效、稳定性好、电热性能优良的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种微晶陶瓷复合电热材料，该材料由石墨微晶、去静电石墨化碳素晶体以及含过量碳的SiC-B₄C复合粉体组成，其中石墨微晶占总重的30%～70%，去静电石墨化碳素晶体占总重的0.3%～15%，含过量碳的SiC-B₄C复合粉体占总重的25%～60%。

所述去静电石墨化碳素晶体是将支数为6～12K、直径为1～7μm、长度为3～6mm的短切聚丙烯腈基碳纤维与粒径为1～2μm的石墨微晶按重量比20：1混合，经球磨处理为长度小于50μm而成。

所述含过量碳的SiC-B₄C复合粉体是将质量分数1%～16%的平均粒度为1～2μm的碳粉，质量分数3%～25%的平均粒度为1～2μm的B₄C，与质量分数64%～86%的平均粒度为1～2μm的SiC，采用等离子非平衡法制备而成。

本发明同时提供了利用所述的微晶陶瓷复合电热材料制备远红外陶瓷电热板的方法，采用如下步骤：将所述的微晶陶瓷复合电热材料与陶瓷胚体土料按重量比0.01～0.2：1的配比，混合均匀、球磨、造粒、成型，接着采用如下方法之一：

（a）在成型板上表面涂覆一种含低温热敏感高红外发射率负离子的微晶粉体材料的混合釉浆，经过一次烧结制成面状发热板；

（b）先将成型板进行一次烧结，后在其上表面涂覆一种含低温热敏感高红外发射率负离子的微晶粉体材料的混合釉浆，再进行二次烧结制成面状发热板；

最后在面状发热板下表面建立导电电极；

其中，所述含低温热敏感高红外发射率负离子的微晶粉体材料制备方法如下：

取两种或者两种以上金属氧化物为料，经过湿法球磨、成型、焙烧、粉碎制得混合粉体A；

再按任意比取钛白粉、电气石粉和麦饭石粉为料，添加水和分散剂调成浆料，经过超细研磨、真空干燥、焙烧、粉碎研磨，得到混合粉体B；

将混合粉体A与混合粉体B按重量百分比12～30：1混合搅拌均匀即得所述低温热敏感高红外发射率负离子的微晶粉体材料。

所述陶瓷胚体土料由重量百分比为12%～24%的界牌泥、10%～18%的蒲江泥、0～10%的石灰石、0～20%的叶腊石、10%～28%的铝矿、18%～28%的白泡石组成，该陶瓷胚体土料的化学成分为：SiO₂ 58%～70%，Al₂O₃ 15%～20%，Fe₂O₃ 0～5%，TiO₂ 0～5%，CaO 0～5%，MgO 0～2%，K₂O 0～3%，Na₂O 0～2%。

所述方法b中，混合釉浆为所述微晶粉体材料与普通墙砖或地砖底釉按照重量比1：15～30混合，一次烧结温度为960～1200℃，二次烧结温度为600～850℃。

在面状发热板下表面建立导电电极的方法是：在面状发热板下表面左、右两边，距板边1.5～2.5cm处，各开0.5～0.8cm宽的槽，槽深0.2～0.3cm,然后对该槽表面经过打磨、喷砂工艺处理，再经过喷涂工艺建立导电电极。