[发明专利]一种具有多孔发热膜结构的陶瓷加热体的制备工艺

说明书

本发明公开了一种具有多孔发热膜结构的陶瓷加热体的制备工艺，涉及加热体的制备工艺技术领域；该工艺包括混料、球磨、托盘、成型与干燥、烧结、灌蜡、机加工、涂覆、金属化烧结、接电极；本发明的有益效果是：整个制造工艺简单，通过采用箱式炉在氧化气氛和常压下烧结坯体，制得的加热体加热均匀且加热效率高。

技术领域

本发明涉及加热体的制备工艺技术领域，更具体的说，本发明涉及一种具有多孔发热膜结构的陶瓷加热体的制备工艺。

背景技术

氮化硅发热片是一种结合高性能氮化硅陶瓷基体和长寿命大功率的高温金属发热丝的器件，其具有体积小，功率大和热效率高等特点，同时通过氮化硅发热片产热也被证明是一种安全可靠的发热方式。

目前，传统的氮化硅陶瓷加热片是将钨丝埋在氮化硅粉末内成型成片状体热压烧结而成，此工艺生产的加热器由于受工艺限制，钨丝很难定位，成型过程中造成位置偏移，造成加热器整体传热不均，同时由于钨丝与氮化硅粉体有明显的界面，烧结后很难成为一体，钨丝与陶瓷接触面形成空隙，加热过程中形成局部氧化，降低发热片的使用寿命。

目前氮化硅陶瓷加热片的烧结也有采用反应烧结，然而反应烧结致密度差，力学性能差，加热体的加热不均匀。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具有多孔发热膜结构的陶瓷加热体的制备工艺，该制备工艺所制得的加热体加热均匀，且加热效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有多孔发热膜结构的陶瓷加热体的制备工艺，其改进之处在于：该工艺包括以下的步骤：

A、混料：按质量百分比称取15-55％的硅藻土、5-25％的淀粉、0-2％的纳米二氧化硅溶液、40-70％的去离子水并混合搅拌均匀，制得陶瓷基体浆料；

按质量百分比称取15-40％的电阻浆料、30-60％的淀粉、10-30％的有机溶剂并混和搅拌均匀，制得有造孔剂的电阻浆料；

B、球磨：向步骤A中制得的陶瓷基体浆料加入研磨球，并放入球磨罐中进行湿法球磨，湿法球磨的时间为4-24h；

向步骤A中制得的电阻浆料加入研磨球，并放入球磨罐中进行湿法球磨，湿法球磨的时间为24-48h；

C、将步骤B中湿法球磨后的陶瓷基体浆料在真空条件下进行脱泡；

将步骤B中湿法球磨后的电阻浆料在真空条件下进行脱泡；

D、成型与干燥：将步骤C中制得的陶瓷基体浆料用浇注机浇注制成所需形状的陶瓷基体，并将陶瓷基体进行干燥，以形成坯体；

E、烧结：将步骤D制得的坯体置于石墨坩埚中，并埋入隔离粉，此后用箱式炉将埋于隔离粉中的坯体在常压下进行烧结，烧结气氛为氧气，坯体烧结制得多孔陶瓷加热体基体半成品；

F、灌蜡：将石蜡用加热筒液化，将步骤E制得的多孔陶瓷加热体基体半成品完全浸入到液化的石蜡中1-5h，之后在常温下冷却4-24h得到含有石蜡的多孔陶瓷加热体基体；

G、机加工：将步骤F中制得的含有石蜡的多孔陶瓷加热体基体进行机加工，去除多孔陶瓷加热体基体外表面的石蜡层；

H、涂覆：将步骤C中制得的电阻浆料按所需厚度涂覆于在步骤G中制得的多孔陶瓷加热体基体的外表面，电阻浆料在陶瓷基体表面形成一层发热膜；

I、金属化烧结：将步骤H中制得的具有发热膜结构的多孔陶瓷加热体基体置于石墨坩埚中，此后置于烧结炉中进行排蜡和多孔电阻发热膜的金属化烧结；

J、接电极：将步骤I中制得的加热体坯体两端进行表面镀镍处理，再于镀镍处理后的部位进行钎焊引出电极，制得多孔陶瓷加热体成品。