[发明专利]一种高效红外周向加热元件及其制备方法

权利要求书

1.一种高效红外周向加热元件，其特征在于：所述红外周向加热元件包括玻璃管，在所述玻璃管的两端管壁上各设置有一段管端电极层，且两管端电极层间隔设置；在所述玻璃管的管壁上还设置有红外辐射涂层，且所述红外辐射涂层连通两端的管端电极层；在所述红外辐射涂层上设置有红外反射屏蔽涂层。

2.根据权利要求1所述的高效红外周向加热元件，其特征在于：所述玻璃管是采用耐高温玻璃制作成的圆管，耐高温范围800～1200℃。

3.根据权利要求1所述的高效红外周向加热元件，其特征在于：所述管端电极层是通过涂覆导电浆料并烧结而成；

所述导电浆料是由Ag、Cu、Au或石墨烯中的至少一种作为导电材料加水和玻璃粉调制而成，所述导电浆料的粘度为2700±500mPa.s。

4.根据权利要求1所述的高效红外周向加热元件，其特征在于：两端的管端电极层的宽度各占所述红外周向加热元件总长度的10％～40％，所述红外辐射涂层的两端分别覆盖两段管端电极层20％～30％的宽度。

5.根据权利要求1所述的高效红外周向加热元件，其特征在于：所述红外辐射涂层是通过涂覆红外辐射浆料并烧结而成；

所述红外辐射浆料是由红外线辐射材料、涂层阻值调控材料和涂层高温粘结剂按质量百分比30～80％：10～30％：10～40％混合均匀后，再加水调制而成，所述红外辐射涂料的粘度为2700±500mPa.s；

所述红外线辐射材料的各组分按质量百分比的构成为：

所述涂层阻值调控材料的各组分按质量百分比的构成为：

氧化银纳米粉 40～60％

氧化锆纳米粉 30～50％

石墨烯 5～10％；

所述涂层高温粘结剂的各组分按质量百分比的构成为：

6.根据权利要求1所述的高效红外周向加热元件，其特征在于：所述红外反射屏蔽涂层是通过涂覆红外反射屏蔽浆料并烧结而成；

所述红外反射屏蔽浆料是由ITO、ZnO与Al纳米粉按质量百分比40～80％：10～30％：10～30％混合均匀后，再加水调制而成，所述红外反射屏蔽涂料的粘度为2700±500mPa.s。

7.根据权利要求1所述的高效红外周向加热元件，其特征在于：所述管端电极层的厚度在20～80μm。

8.根据权利要求1所述的高效红外周向加热元件，其特征在于：所述红外辐射涂层的厚度在50～300μm、阻值在0.5～5Ω；所述红外反射屏蔽涂层的厚度在20～80μm。

9.根据权利要求1所述的高效红外周向加热元件，其特征在于：所述管壁为内管壁或外管壁。

10.一种权利要求1～9中任意一项所述高效红外周向加热元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将玻璃管清洗除油，以增强浆料涂覆效果；

步骤2、在导电材料中加水和玻璃粉并搅拌均匀，获得导电浆料；通过喷涂或者丝网印刷工艺在玻璃管两端的管壁上分别均匀涂覆所述导电浆料，然后放入高温烧结炉中500～800℃烧结0.5～1h，即形成管端电极层；

步骤3、将红外线辐射材料、涂层阻值调控材料和涂层高温粘结剂的各原料分别研磨混合均匀后，再混合，然后加水并搅拌均匀，获得红外辐射浆料；

通过喷涂或者丝网印刷工艺在玻璃管的管壁上均匀涂覆所述红外辐射浆料，然后放入高温烧结炉中，先升温至100～300℃并保温烧结5～60min，再升温至400～1000℃并保温烧结5～60min，即形成红外辐射涂层；

步骤4、将ITO、ZnO与Al纳米粉混合后，加水并搅拌均匀，获得红外反射屏蔽浆料；

通过喷涂或者丝网印刷工艺在所述红外辐射涂层上均匀涂覆所述红外反射屏蔽浆料，然后放入高温烧结炉中500～800℃烧结0.5～1h，即形成红外反射屏蔽涂层，从而完成红外周向加热元件的制备。