一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術的製作方法
2023-11-02 05:25:17 1
專利名稱：一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及電加熱材料技術，特別涉及到同具導電發熱/絕緣雙重功能的導電發熱/絕緣材料的製造，且與其工藝技術有關。
迄今人們所使用的電熱器具之電加熱元件，一般有以下三種。(1)金屬絲，管，其主要缺點熱效率低、耗能大、自身工作溫度高，有光能損耗、易氧化、壽命短，用在電熱器具上要增加耐高溫絕緣材料，因而，使產品結構複雜，工廠成本高。(2)陶瓷PTC材料，雖然一定程度上提高了熱效率，但在組裝工藝、工序上很複雜，且要絕緣。(3)膜狀材料，如實用新型專利(8620666)它在耐熱絕緣管外塗上電熱膜液風乾而成。這種材料在實際使用中容易脫落，影響導電發熱。又如發明專利(CN87103537A)描素的一種新型電發熱體及技術。它是一種在常溫下處理後在高溫下燒結成的膜狀電加熱材料。它的缺點膜層與基材有明顯界面，易剝落，且主要是微粉技術的運用，在物質結構上不緻密，容易產生氣泡和微孔，實際使用上膜層在高溫狀態下易損壞。
本發明的目的是要提供一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術。它不僅是導電發熱體且又是絕緣體。二者之間沒有明顯的分層界面。既導電發熱介質和基材物質之間有序而可控制地把多種元素物質的原子和分子以化學鍵的形式排列組合起來，由化學鍵形式鍵合之導電發熱介質和基材物質結合牢固而不可剝離，其構成之導電發熱層厚度為納米級，即1/1000微米。且具透光透明性。
本發明提供的這種同具導電發熱/絕緣材料及工藝技術，它有序而可控制地使基材的完全絕緣性發生了質的變化，即相對應的兩側面(或內外壁)一側使之具有導電發熱性，另一側保持著它原有的絕緣性。使之成為一同具導電發熱/絕緣雙重功能的新材料。且構成之導電發熱/絕緣新材料以平面熱幅射的形式傳遞熱量，熱阻小，熱容量小，無光能損耗。所以，綜合熱效率高，自身工作溫度低，不易氧化，使用壽命長。為了推廣和運用導電發熱/絕緣雙重功能的新材料及工藝技術，在其相關的基材，導電介質的配伍及製備工藝諸方面，提出了新穎而又實用的技術方案。
本發明的目的是這樣實現的，首先它選用的基材材質可以是耐高溫(650攝氏度以上)的玻璃、陶瓷、微晶玻璃，雲母、高鋁及碳矽板、管。其次，它選用了多種金屬氧化物、半導體氧化物如氧化鈷、氧化鐵，氧化錫、氧化銅、氧化矽、氧化銦、氧化鎳等，且從它們中選取作為導電介質原材。把若干種氧化物按一定的比例配伍，且攪拌勻均後置於球磨機內研磨之300目以上的細度取出，置於某溶劑中，在65攝氏度的溫度條件下進行游離基聚合反應或稱(超細化反應)。45分鐘後從烘箱內取出(超細化反應時間)在該溶質中加入60-80％的水溶液與之混合。溶質在水分子的作用下電離成自由移動的帶電微粒，(帶正電荷的陽離子和帶負電荷的陰離子)形式一種不飽和的導電解質溶液，其潔清，而無懸浮、無沉澱物。放置於烘箱內在45-50攝氏度的溫度下密封保溫備用。另構築一個高壓高速噴射裝置，該裝置的特殊要求是噴嘴的直徑小於0.5m/m，工作壓力8-10千克每平方釐米。把要處理的基材(玻璃或陶瓷等耐高溫材料)，置於熱處理爐內，預熱溫度為580攝氏度，使基材物質的分子在高溫下被高度活化，以便與導電物質分子鍵合。
其後，通過高壓高速噴射裝置將備用之導電解質溶液，定量有序，均勻地噴射在預熱基材的一側面上，在此過程中，要保持爐膛溫度580正負10攝氏度。在此高溫狀態下，高速且霧化噴射之導電解質溶液與高溫基材接觸，瞬間發生熱分解，一部分導電發熱物質以分子狀與基材物質高度活化的分子發生鍵合，生存在基材表面，而一部分水分子則汽化為水蒸汽。為了使已生存在基材表面的導電發熱物質完全氧化構成穩定的化學結構，必須在550攝氏度溫度狀態下通入純氧且保溫10-15分鐘後取出。此時，已形成牢固而不可剝離的導電發熱/絕緣新材料，它同具導電發熱/絕緣的雙重功能。使基材的完全絕緣性質有序而可控制地在一側面上發生了質變，且導電發熱物質與基材物質之間沒有明顯的分層界面，且厚度為1/1000微米。通過對技術方案的描述，本發明確立如下工藝技術參數的組合方式銦∶錫∶矽∶鐵＝8∶1.4∶0.5∶0.1(重量比) 基材(絕緣)耐溫650攝氏度以上導電解質粉狀細度 300目以上 超細化反應溫度65攝氏度超細化反應時間45分鐘 溶質∶水＝20∶80導電溶液保溫溫度 45-50攝氏度 噴射嘴直徑小於0.5m/m噴射工作壓力 8-10千克每平方釐米 基材預熱溫度 580攝氏度基材熱處理溫度580正負10攝氏度 基材氧化處理溫度 550攝氏度基材氧化處理時間 10-15分鐘本發明與現有技術相比有明顯的優點其一.導電發熱/絕緣合二為一，用於電熱器具上，可使加熱和被加熱結合為一體，使結構簡單、工廠成本降低。其二.導電發熱/絕緣材料沒有明顯的分層界面，因而熱阻小，且以平面熱幅射形式傳遞熱量，傳熱迅速，加熱均勻。其三.導電發熱層厚度為1/1000微米。所以熱容量小，自身工作溫度低，抗氧化性能好，而使用壽命長，無光能損耗，有節能性。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
附
圖1(本發明結構示意圖)1 基材物質(玻璃或陶瓷) 2 導電發熱物質3 基材導電發熱二物質的鍵合部附圖2(本發明結構示意圖)4 基材物質(管狀的玻璃或陶瓷)5 導電發熱物質6 基材導電發熱二物質的鍵合部
權利要求
1.一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術，它以耐高溫絕緣管、板為基材，由多種金屬和半導體氧化物按比例配伍、研磨、超細化反應成導電解質溶質，且與水混合成溶液，高溫高壓高速噴射在基材上，其特徵是基材的耐溫溫度是650攝氏度以上，氧化物分別為銦、錫、矽、鐵、且比例8∶1.4∶0.5∶0.1(重量比)，氧化物粉狀細度300目以上，超細化反應溫度65攝氏度超細化反應時間45分鐘，溶質與水比例20∶80(重量比)。
2.根據權利要求1所述的一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術，其特徵是超細反應後的導電解質溶質與水混合後的不飽和導電解質溶液潔清，無懸浮、沉澱物，溶液密封保溫溫度45-50攝氏度。
3.根據權利要求1所述的一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術，其特徵是高壓高速噴射裝置的噴嘴直徑小於0.5m/m，工作壓力8-10千克每平方釐米，基材的預熱溫度為580攝氏度。
4.根據權利要求1所述的一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術，其特徵是基材熱處理溫度保持在580正負10攝氏度，基材氧化處理時間10-15分鐘，基材氧化處理溫度550攝氏度。
5.根據權利要求1所述的一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術。其特徵是導電發熱物質以分子狀與基材物質高度活化的分子以化學鍵的形式鍵合的，沒有明顯的分層界面，只有鍵合部，且厚度為1/1000微米
6.根據權利要求1所述的一種同具導電發熱/絕緣材料的製造及工藝技術，其特徵是基材相對應的二側面或內外壁，分別呈導電性與絕緣性，且牢固而不可剝離。
全文摘要
本發明涉及到電加熱材料技術,特別涉及到一種同具導電發熱/絕緣雙重功能的導電發熱/絕緣材料的製造,且與其工藝技術有關。它選用650攝氏度以上的耐高溫絕緣板管為基材,選用了多種金屬氧化物和半導體氧化物,按比例配伍研磨超細化反應後,在高溫狀態下,由高壓高速噴射裝置噴射到基材的一側或(一壁)上。使導電發熱物質與基材物質之間以化學鍵的形式鍵合且沒有明顯的分層界面。致使基材的完全絕緣性發生了質的變化,構成一同具導電發熱/絕緣雙重功能的電加熱新材料,可廣泛用於電加熱器具上。
文檔編號H05B3/26GK1358053SQ0012785
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月12日 優先權日2000年12月12日
發明者錢光耀 申請人:錢光耀