大功率不鏽鋼板上電子介質材料及其製備方法
2023-05-02 07:49:26
專利名稱：大功率不鏽鋼板上電子介質材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種發熱元件的不鏽鋼板用介質材料，尤其涉及一種大功率不鏽鋼板上的電子介質材料及其製備方法。
背景技術：
目前市場上應用的加熱系列的有正溫度係數熱敏電阻材料(簡稱PTC)加熱元器件，碳漿電熱膜加熱元器件，但其加熱慢，功率低，溫度低而受到很多限制，市場上也有很多大功率、高溫度的電阻絲加熱元器件和鎳鉻發熱元器件，但其壽命短，熱效率低，不太安全等，使它們的應用領域受到了很多限制，後來國外很多公司通過研發各種電子漿料，將其應用於陶瓷基板上，高分子材料等非金屬材料上，但是作為大功率要求的厚膜電子元器件，在非金屬材料上基本上無法使用，主要問題是通電時由於功率密度過大而裂開及安裝時容易損壞，金屬基材具有良好的抗熱和抗振能力，但是由於金屬材料的膨脹係數與常用電子漿料不匹配，還有有些金屬化氧化等一系列問題，國外有一些公司如杜邦也研究出了一些電子介質漿料，使其與不鏽鋼鋼板相匹配，但其昂貴的價格及生產效率的低下讓人們望而卻步。
採用不鏽鋼作為基材，可以防止金屬材料的氧化，但對其電子介質材料也提出了不同於其它介質材料的要求①、工藝性能要求由於產品屬於大功率高溫度類型，因此要求對電子介質材料的燒結溫度比較高，而且要與傳統的電阻漿料相匹配，因此燒結溫度要求在850℃以上；
②、為了滿足電氣性能的要求，要求電子介質材料的絕緣電阻要大，承受的絕緣耐壓要求比較高，一般要求3000V以上；③、物理性能方面要求與不鏽鋼鋼板相匹配的膨脹係數和抗熱抗振性能；④、要求無鉛無鎘等歐盟對進環境的要求。
介於以上要求，許多電子漿料基本上無法滿足，雖然杜邦公司及其它公司也研究出了一些電子介質漿料，使其與不鏽鋼鋼板相匹配，但其昂貴的價格及要求多次印刷以及需要添加有機粘結劑、生產效率的低下讓人們望而卻步。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明所要解決的技術問題是要提供一種無需多次印刷、無需多次燒結的大功率不鏽鋼板上用的電子介質材料及其製備方法，其絕緣性能優、印刷特性好，能滿足大規模生產的要求。
為達上述目的，本發明大功率不鏽鋼板上電子介質材料通過下述技術方案予以實現一種基於大功率不鏽鋼板上電子介質材料，電子介質材料的主要材料由微晶玻璃組成，按比例將非金屬氧化物熔煉製得微晶玻璃粉，然後在微晶玻璃粉中加入水成泥漿狀製得電子介質材料，微晶玻璃粉與水比例為(50～90)∶(50～10)，其中非金屬氧化物按重量百分比包括以下各組分SiO220～80％，Al2O30.5～20％，
Cr2O30.5～8％， CaO10～50％，TiO20.5～15％， ZrO210～30％，ZnO1～10％，Na2O1～5％，K2O1～10％，MgO0.1～10％。
本發明的基於大功率不鏽鋼板上電子介質材料的製備方法，包括下述步驟1)、首先製備電子介質材料，按重量百分比將下列非金屬材料配比SiO220～80％， Al2O30.5～20％，Cr2O30.5～8％， CaO10～50％，TiO20.5～15％， ZrO210～30％，ZnO1～10％，Na2O1～5％，K2O1～10％，MgO0.1～10％；以上材料混合攪拌均勻，然後將其放入高溫箱式爐中燒結，燒結溫度為1350～1550℃，保溫時間2～5小時，然後將其倒入水中水淬，然後將得到的微晶玻璃裝入球磨機中球磨，製得微晶玻璃粉；2)、再在微晶玻璃粉中加入生料和水即製得泥漿狀的電子介質材料，微晶玻璃粉與水比例為(50～90)∶(50～10)；3)、將製得的電子介質材料放入噴槍的儲料罐中，即可開始噴塗；4)、將噴塗在不鏽鋼鋼板上的電子介質材料進行烘乾，然後在850℃以上的網帶爐中進行燒結，即得到絕緣耐壓3000V以上的絕緣介質層，即滿足各種大功率要求的抗熱抗振抗高溫耐高絕緣的絕緣介質層。
本發明解決了上述所有的技術問題，並比傳統的基於不鏽鋼鋼板上的電子介質漿料具有以下優點①、無需多次印刷、無需多次燒結，大大提高了生產效率，節約能源、節約生產成本；②、無需添加有機溶劑，只要漿微晶玻璃粉加水調製成泥漿狀即可，大大節約成本；③、採用噴塗生產工藝，日生產量大，大大提高了生產效率和生產效益，滿足大規模生產的要求；④、無需防塵操作，傳統的印刷工藝對環境的要求特別高，要求1萬級以上，而且對絲網和鋼板也要進行多次清洗處理除塵，稍有不慎就導致絕緣耐壓通不過，生產合格率低，而本電子介質材料採用噴塗操作，簡單且操作，無環境要求，成品合格率全部通過。
⑤、絕緣耐壓強度高，可通過3000V，而傳統的只有1500V左右。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述大功率不鏽鋼板上電子介質材料，它主要由非金屬氧化物高溫燒結熔煉而成微晶玻璃粉，然後再加水調成泥漿狀，微晶玻璃粉與水二者的比例為(50～90)∶(50～10)，電子介質材料的由微晶玻璃組成，其中非金屬氧化物按重量百分比包括以下各組分SiO220～80％， Al2O30.5～20％，
Cr2O30.5～8％， CaO10～50％，TiO20.5～15％， ZrO210～30％，ZnO1～10％，Na2O1～5％，K2O1～10％，MgO0.1～10％。
按比例將以上非金屬氧化物熔煉製得微晶玻璃粉，然後在微晶玻璃粉中加入水製得電子介質材料。
本發明的基於大功率不鏽鋼板上電子介質材料的製備方法，包括下述步驟1)、首先製備電子介質材料，按重量百分比將下列非金屬材料配比SiO220～80％， Al2O30.5～20％，Cr2O30.5～8％， CaO10～50％，TiO20.5～15％， ZrO210～30％，ZnO1～10％，Na2O1～5％，K2O1～10％，MgO0.1～10％；以上材料混合攪拌均勻，然後將其放入高溫箱式爐中燒結，燒結溫度為1350～1550℃，保溫時間2～5小時，然後將其倒入水中水淬，然後將得到的微晶玻璃裝入球磨機中球磨，製得微晶玻璃粉；2)、再在微晶玻璃粉中加入生料和水即製得泥漿狀的電子介質材料；3)、將製得的電子介質材料放入噴槍的儲料罐中，即可開始噴塗；4)、將噴塗在不鏽鋼鋼板上的電子介質材料進行烘乾，然後在850℃以上的網帶爐中進行燒結，即得到絕緣耐壓3000V以上的絕緣介質層，即滿足各種大功率要求的抗熱抗振抗高溫耐高絕緣的絕緣介質層。
權利要求
1.一種基於大功率不鏽鋼板上電子介質材料，其特徵是，電子介質材料的主要材料由微晶玻璃組成，按比例將非金屬氧化物熔煉製得微晶玻璃粉，然後在微晶玻璃粉中加入水成泥漿狀製得電子介質材料，微晶玻璃粉與水比例為(50～90)∶(50～10)，其中非金屬氧化物按重量百分比包括以下各組分SiO220～80％， Al2O30.5～20％，Cr2O30.5～8％，CaO10～50％，TiO20.5～15％，ZrO210～30％，ZnO1～10％， Na2O1～5％，K2O1～10％， MgO0.1～10％。
2.一種基於大功率不鏽鋼板上電子介質材料的製備方法，其特徵是，包括下述步驟1)、首先製備電子介質材料，按重量百分比將下列非金屬材料配比SiO220～80％， Al2O30.5～20％，Cr2O30.5～8％，CaO10～50％，TiO20.5～15％，ZrO210～30％，ZnO1～10％， Na2O1～5％，K2O1～10％， MgO0.1～10％；以上材料混合攪拌均勻，然後將其放入高溫箱式爐中燒結，燒結溫度為1350～1550℃，保溫時間2～5小時，然後將其倒入水中水淬，然後將得到的微晶玻璃裝入球磨機中球磨，製得微晶玻璃粉；2)、再在微晶玻璃粉中加入生料和水即製得泥漿狀的電子介質材料，微晶玻璃粉與水比例為(50～90)∶(50～10)；3)、將製得的電子介質材料放入噴槍的儲料罐中，即可開始噴塗；4)、將噴塗在不鏽鋼鋼板上的電子介質材料進行烘乾，然後在850℃以上的網帶爐中進行燒結，即得到絕緣耐壓3000V以上的絕緣介質層。
全文摘要
本發明涉及一種大功率不鏽鋼板上電子介質材料及其製備方法。本發明提供一種無需多次印刷、無需多次燒結的大功率不鏽鋼板上電子介質材料，絕緣性能優、印刷特性好。本發明首先製備電子介質材料，按重量百分比將非金屬材料配比，攪拌均勻，然後燒結製得微晶玻璃粉，再在微晶玻璃粉中加入生料和水即製得泥漿狀的電子介質材料，即可開始噴塗在不鏽鋼鋼板上，燒結後得到絕緣耐壓的絕緣介質層。本發明大大提高了生產效率和節約能源、節約生產成本，生產過程簡單且操作，無環境要求。
文檔編號C03C10/00GK1870838SQ20061003530
公開日2006年11月29日 申請日期2006年4月29日 優先權日2006年4月29日
發明者吳勝紅, 鄧泰均 申請人:吳勝紅, 鄧泰均