[发明专利]一种电阻加热元件的制备方法

说明书

本发明涉及一种电阻加热元件的制备方法，包括：(1)准备基底材料并进行清洁，随后喷砂毛化；(2)将电阻加热层材料通过气雾化法制成粉末，筛分和干燥，随后进行激光熔覆和/或3D打印沉积形成盘蛇形图案走向；(3)最后焊接导电引线，即得。本发明得到的电阻加热元件和PTC加热器相比，电阻基本不受温度影响，便于精确控制加热温度和加热功率；方法适用面广，可在金属、陶瓷、玻璃、塑料基底上制作电阻加热层，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于电阻加热技术领域，特别涉及一种电阻加热元件的制备方法。

背景技术

电阻加热是利用电流通过电阻时产生热量，该热量以热传导的方式传递到需要加热的物体上进行加热的技术，广泛应用于半导体、汽车、农业、国防、家用电器等等行业。

PTC加热器具有恒温发热、无明火、热转换率高、受电源电压影响极小、自然寿命长等传统发热元件无法比拟的优势，在电热器具中的应用越来越受到研发工程师的青睐。PTC加热器按传导方式分为：(1)以热传导为主的PTC陶瓷加热器。其特点是通过PTC发热元件表面安装的电极板(导电兼传热)绝缘层(隔电兼传热)导热蓄热板(有的还附加有导热胶)等多层传热结构，把PTC元件发出的热量传到被加热的物体上。(2)以所形成的热风进行对流式传热的各种PTC陶瓷热风器。其特点是输出功率大,并能自动调节吹出风温和输出热量。(3)红外线辐射加热器。其特点实际利用PTC元件或导热板表面迅速发出的热量直接或间接地激发接触其表面的远红外涂料或远红外材料使之辐射出红外线，便构成了PTC陶瓷红外辐射加热器。

现有PTC(正温度系数)电阻加热片是在干压陶瓷基片上，通过掩膜丝网印刷的方式印刷PTC加热浆料，形成电阻加热层，然后将带加热浆料层的陶瓷基片在保护气氛下烧结，形成带PTC加热电阻层的陶瓷片，然后焊接引线，制成共烧陶瓷加热片，也称为金属陶瓷加热片。该技术需要配制PTC陶瓷浆料，印刷和高温烧结，工艺较复杂且受基片的形状限制；而且PTC浆料中一般含有铅，不利人体健康，制作过程对环境污染较大。

现有一些技术人员开始研发热喷涂工艺沉积形成电阻加热层，如CN 104488074A。但是其材料获取难度大，成本高，衬底也仅限于奥氏体不锈钢材料，应用范围受到了限制，而且形成的电阻加热层气孔率和氧化物含量较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电阻加热元件的制备方法，该方法得到的电阻加热元件和PTC加热器相比，电阻基本不受温度影响，便于精确控制加热温度和加热功率；方法适用面广，可在金属、陶瓷、玻璃、塑料基底上制作电阻加热层，具有良好的应用前景。

本发明提供了一种电阻加热元件的制备方法，包括：

(1)准备基底材料并进行清洁，随后喷砂毛化；

(2)将电阻加热层材料气雾化制成粉末，筛分和干燥，随后进行激光熔覆和/或3D打印沉积形成盘蛇形图案走向(激光在程序自动控制的路径下扫描熔化沉积合金粉末，直接形成盘蛇形图案走向)；

(3)最后焊接导电引线，即得电阻加热元件。

所述步骤(1)中的基底材料为金属、陶瓷、玻璃或塑料。

所述步骤(1)中的喷砂毛化具体过程为：用刚玉喷砂毛化。

所述步骤(2)中的电阻加热层材料为NiCr合金或FeCrAl合金。该合金材料可见国标《GBT 1234-2012高电阻电热合金》，电阻不受温度影响。

所述步骤(2)中的激光熔覆的工艺参数为激光束功率：3.0～10kw，激光束斑直径：扫描速度：5～10mm/min，粉末流量范围：10～30g/min，惰性气体比如高纯氩气或氦气作保护性气氛。

所述步骤(2)中的3D打印方式为SLM(选区激光熔化)或DMD(直接金属沉积)，或其它金属增材制造方法。