[发明专利]一种厚膜电极及其制法

说明书

本发明涉及一种厚膜电极，它属于一种陶瓷型无机复合材料厚膜电极及其制法。

五十年代，国际上针对电热丝加热方式存在的缺点，成本高（镍铬电热丝，每公斤100～381元，必须配有电炉盘、云母片及其他耐温绝缘辅助材料才能使用），热效率低（≤75%），使用寿命短;有人提出了薄膜式电发热体即电热膜的设想。至今这方面的研究仍在继续并且取得了很大进展。电极是整个电热膜技术中不可缺少的一部分，目前已有的电热膜电极可参看《化学镀膜技术》一书（第182页，赵涛、赵俊民编，国防工业出版社1982年版），其中例举了三种电极，第一种化学镀银再电镀铜，缺点是结合力差，易断裂，膜层薄（≤0.012mm），导电截面小，铜层易氧化，工艺也相对复杂;第二种银膏法，含银100%，成本高，完全靠机械附着，易脱落，同样不能制成厚膜，导电截面小;第三种电镀铑，铑是一种稀有昂贵的金属，成本更高，也同样存在上述的缺点。

本发明的目的在于提出一种无机复合材料厚膜电极及其制法，它克服了上述电极存在的缺点，它是在导电粉末材料中加入无机粘结剂，经烧结使导电粉末相互搭接而形成微观网络式导电通道来实现的。

本发明由石墨粉、银粉和氧化铅、氧化硼、氧化硅三种氧化物组成，其组分配比为（重量%）：石墨25～30%，银25～30%，氧化铅30～35%，氧化硼6～8%，氧化硅2～4%，其中石墨资源充足价格低廉，三种氧化物组成的无机粘结剂性能稳定，不易老化。厚膜电极本身可耐受急冷急热，不龟裂、不脱落。

本发明的制造方法：将粉末状的氧化铅、氧化硼、氧化硅充分混合均匀，于800～1000℃下熔烧，制成料块，经球磨、过筛后，制成中间体备用（在中间体中还可以添加适量锌、钠、钾、铝、铁、锂、钡、钴、镍、钛、锆、铜、锰、铋等，也可以有选择的添加其中一种或几种，采用相应的氧化物或盐类化合物为原料，与中间体的原料混合均匀后，经熔烧球磨、过筛后备用）。然后将中间体与石墨粉、银粉充分混匀，加入适量的松油醇调制成粘度适当的浆料，采用丝网印刷、喷涂或刷涂工艺制成所需的电极图形，于150～200℃下烘干10～20分钟，置于500～550℃下烧结10～15分钟即成。

本发明的技术参数：

电阻率：10^-3～10^-4Ω-cm

耐温：≥300℃

耐湿性：≥95%（相对湿度）

适应于底材线膨胀系数范围：0～300×10^-7

膜层厚度范围：0.05～0.60mm

引入导出电流范围：0～15A

牢固度：100%（含有无机粘结剂）

本发明的用途：

①制备电热膜电极。

②制备导电联接膜，可将独立的电热膜相互联接，或将电热膜局部短路。

③在任何其他耐温绝缘材料表面制备导电膜。

本发明与现有技术相比，具有明显的优点是：一、能制成厚膜，因而有足够的导电截面，能引入导出大电流;二、制备工艺和材料特性（如欧姆接触）可以和电热膜相匹配，成本低、工艺简单、易于机械化、自动化批量生产;三、组分中含有无机粘结剂，能在不同线膨胀系数的底材上制备厚膜电极，不会出现由于底材线膨胀系数的不同，所造成的厚膜电极应力断裂、断路现象。本发明与现有技术的对比见下表。

本发明与现有技术对比表

以下结合附图对本发明的配比及制造方法做进一步详细描述。

附图为本发明实施例的工艺流程图。

结合附图说明本发明的实施例。

1、配方：石墨（C）    26.5（wt%）

银（Ag）    29.4（wt%）

氧化铅（PbO）    34.5（wt%）

氧化硼（B₂O₃） 7.2（wt%）

氧化硅（SiO₂） 2.4（wt%）