CN101668359A - 一种电热膜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电热膜及其制造方法，属于半导体发热技术领域。其主要采用四氯化锡、四氯化钛、四氯化镍、三氯化钛、三氯化铁、三氯化锑、二氯化钙、氯化钾、氯化镉、二氧化锡、四氧化锡、氢氟酸、硼酸、乙醇、异丙醇和无机水。采用上述配方经混合搅拌加热，制成电热膜处理液，接着将电热膜处理液负压喷雾在电热膜载体上为电热膜半成品，然后在电热膜半成品上涂氧化银浆经烘烧即为电热膜成品。本发明配比合理、制造工艺简单，可制成各种电热膜加热装置，其工作温度可达500℃，适用范围更广；本发明电热膜还具有远红外辐射功能，对人体起到理疗保健的作用，也有助于提升农产品品质和产量。

Description

一种电热膜及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种电热膜及其制造方法，属于半导体发热技术领域。

【背景技术】

电热膜发热元件作为一种面发热元件，其电热效率大于90％，加热速度快，同时具有远红外辐射加热功能。一文献号为CN1529534C的发明专利公开了一种电热膜及其制造方法，该电热膜组成配比(质量百分比)为：A：四氯化锡，40～50；B：三氯化钛，30～40；C：三氯化锑，0.1～0.3；D：二氯化钙，0.1～0.3；E：异丙醇，2～3；F：乙醇，10～13；G：水，2～5；其最高工作温度仅为450℃，应用范围较窄。此电热膜制造过程中需多次喷入电热膜处理液，效率低。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：针对上述电热膜及其制造方法存在的问题，提供一种工作温度高，应用范围广的电热膜；该电热膜用途极广，制造方法简单、高效。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种电热膜，其组成配比(质量百分比)为：

A：四氯化锡      5～15

B：四氯化钛      2～8

C：四氯化镍      2～8

D：三氯化钛      2～8

E：三氯化铁      20～45

F：三氯化锑      0.5～0.8

G：二氯化钙      0.5～0.8

H：氯化钾        1～4

I：氯化镉        2～7

J：二氧化锡      3～10

K：四氧化锡    5～15

L：氢氟酸      3～8

M：硼酸        0.2～1

N：乙醇        5～15

O：异丙醇      4～8

P：无机水      20～45

采用上述配方经混合搅拌加热，制成电热膜处理液，接着将电热膜处理液负压喷雾在电热膜载体上为电热膜半成品，然后在电热膜半成品上涂氧化银浆经烘烧即为电热膜成品。

上述电热膜制造方法如下：

1、电热膜处理液制作：

取四氯化锡、四氯化钛、四氯化镍、三氯化钛、三氯化铁、三氯化锑、二氯化钙、氯化钾、氯化镉、二氧化锡、四氧化锡、氢氟酸、硼酸、乙醇、异丙醇和无机水放入混合加热机混合加热，加热温度为60～80℃，混合搅拌均匀，使固体全部溶解，冷却至0～-2℃，经过滤即得电热膜处理液。

2、电热膜半成品制作：

取加热炉，炉温为600～800℃，电热膜载体放入炉内加热，用负压喷雾法将电热膜镀在电热膜载体表面，通过测试即为电热膜半成品。

3、电热膜成品制作：

在上述电热膜半成品两端或四端表面涂上氧化银浆，送入电极加工炉经300～550℃烘烤后，使氧化银完全还原银同时与电热膜层熔合为一体即为电热膜成品，氧化银还原银形成层状电极，该层状电极厚度很薄，为微米量级。本发明原料为市场所购，所述电热膜载体为普通玻璃、普通陶瓷、搪瓷、云母、石英玻璃、微晶玻璃、微晶陶瓷、碳化硅等各种电介质，具有很大的选择性。

本发明所述负压喷雾法由负压喷枪将6～8ml的电热膜处理液一次性喷入炉内，此时电热膜处理液在高温中完全汽化，同时发生化学反应，在化学能的作用下，电热膜载体表面沉积结晶形成多晶硅半导体薄膜，此工艺简单、高效。

本发明配比合理、制造工艺简单，电热膜成品最大功率可达到5KW，最高工作温度可达500℃，功率密度可做成0.1～20W/cm²的任一值，由本发明制成的电热膜加热装置电热效率高，升温快，节能、环保，适用范围更广；本发明电热膜还具有远红外辐射功能，辐射波长为2.5～15微米的电磁波，对人体起到理疗保健的作用，也有助于提升农产品品质和产量；由本电热膜制成的各种产品无冲击电流，电压适用范围宽，适从3～400V的电源；本电热膜层与载体以化学键结合为一体，无脱落之虑，其物理化学性能好，耐湿、耐酸碱，无毒，无有害辐射，无任何污染；电热膜产品尺寸和形状可根据需要制成多样，如制成板状或管状电热膜成品；本电热膜产品无明火，安全可靠，5000小时以内膜层稳定。

【具体实施方式】

本发明第一种实施方式如下：

1、取(各组分按质量百分比)四氯化锡10，四氯化钛3，四氯化镍3，三氯化钛3，三氯化铁21，三氯化锑0.8，二氯化钙0.5，氯化钾2，氯化镉4，二氧化锡5，四氧化锡6，氢氟酸7，硼酸1，乙醇6，异丙醇6，无机水21.7放入混合加热机混合加热至75℃，搅拌均匀，使固体原料全部溶解，待溶液冷却至-1℃时过滤即得电热膜处理液。

2、取加热炉，该炉炉芯由碳化硅制成，加热功率为13KW，炉温为700℃，石英玻璃(电热膜载体)放入炉内加热至700℃，用负压喷雾法将电热膜镀在石英玻璃表面，通过测试即为电热膜半成品。

本发明原料为市场所购，所述电热膜载体为普通玻璃、普通陶瓷、搪瓷、云母、石英玻璃、微晶玻璃、微晶陶瓷、碳化硅等各种电介质，具有很大的选择性。本发明所述负压喷雾法是由负压喷枪将6～8ml的电热膜处理液一次性喷入加热炉内，电热膜处理液在高温中完全汽化同时发生化学反应，在化学能的作用下，电热膜载体表面沉积结晶形成多晶硅半导体薄膜，此工艺简单、高效。上述测试主要是测电热膜半成品的常温电阻，常温电阻在1～1000Ω即为合格品。

3、在上述电热膜半成品两端或四端表面涂上氧化银浆，送入电极加工炉经450℃烘烤后，使氧化银完全还原银同时与电热膜层熔合为一体即为电热膜成品，氧化银还原银形成层状电极，该层状电极厚度很薄，为微米量级。

本发明第二种实施方式：取(各组分按质量百分比)四氯化锡12，四氯化钛3，四氯化镍3，三氯化钛3，三氯化铁19，三氯化锑0.8，二氯化钙0.5，氯化钾2，氯化镉4，二氧化锡5，四氧化锡10，氢氟酸7，硼酸1，乙醇6，异丙醇6，无机水17.7，采用第一种实施方式中的制作工艺制得符合要求的电热膜成品。本实施例中混合加热温度为60℃，加热炉加热功率为15KW，炉温控制在800℃。

本发明第三种实施方式：取(各组分按质量百分比)四氯化锡5，四氯化钛6，四氯化镍3，三氯化钛6，三氯化铁20，三氯化锑0.8，二氯化钙0.5，氯化钾2，氯化镉4，二氧化锡5，四氧化锡6，氢氟酸7，硼酸1，乙醇10，异丙醇6，无机水17.7，采用第一或第二种实施方式中的制作工艺制得符合要求的电热膜成品。

本发明电热膜成品接电方法在本申请人已经递交申请的《电热膜接电方法》(200910105806.6)中有记载，供电电源不分正负、交直流电均可，电压可以是3～400V间的任一值。

经国家红外及工业电热产品质量监督检验中心检验，本发明所述电热膜产品各项指标均符合标准要求，某些项目甚至好于标准要求，具体检验数据见本申请所附检验报告。所述电热膜为远红外面发热，其法向全反射率为0.83(+)，传热集中，升温快。电热辐射转换效率为68％，比标准要求高出近20％，其电热转换效率达95％以上(电热转换效率＝电热辐射转换效率×1.4)。所述电热膜通电后相对辐射能谱(红外辐射波长范围)为5～20μm，人体对此波段的远红外线具有最佳的吸收。表面温度分布性能，平均温度为326.4℃，最高温度为351.0℃，最低温度为262.4℃，其最高工作温度接近500℃(最高工作温度＝最高温度×1.4)。工作寿命符合标准要求，大于5000小时。安全性方面，泄漏电流为0.013mA，远小于标准要求(0.75mA)；电气强度符合要求，即基本绝缘能承受交流试验电压1500V，历时1min，无击穿或闪络。

由美国麻省理工学院等离子融合物科学中心提供的测试报告可知(具体测试数据见本申请所附测试报告)，本电热膜层无毒、无有害辐射、无任何污染，能阻隔20％左右的紫外线，可见光透过率达80％以上。电热膜产品尺寸和形状可根据需要制成多样，如制成板状或管状电热膜成品。

本发明有着极广的用途，工业上可制成各种电热膜加热装置，如本申请人已经递交申请的《电热膜加热装置》(200910106083.1)中记载的电热膜加热装置，其可作为注塑机、烘烤箱等的热源。家用电器方面，利用本发明可制成电热水器、取暖器、电吹风、电热壶等。

由于本发明电热膜具有远红外辐射功能，农业上可用于农作物的栽培、畜牲的养殖、禽蛋的孵化及其生长过程，生产出来的农产品为健康食品，产量比不加以辐射的高。医疗上可制成远红外理疗器。

Claims (6)

1、一种电热膜，其组成配比(质量百分比)为：

A：四氯化锡    5～15

B：四氯化钛    2～8

C：四氯化镍    2～8

D：三氯化钛    2～8

E：三氯化铁    20～45

F：三氯化锑    0.5～0.8

G：二氯化钙    0.5～0.8

H：氯化钾      1～4

I：氯化镉      2～7

J：二氧化锡    3～10

K：四氧化锡    5～15

L：氢氟酸      3～8

M：硼酸        0.2～1

N：乙醇        5～15

O：异丙醇      4～8

P：无机水      20～45

2、如权利要求1所述电热膜的制造方法，其步骤为：

1、电热膜处理液制作：

取四氯化锡、四氯化钛、四氯化镍、三氯化钛、三氯化铁、三氯化锑、二氯化钙、氯化钾、氯化镉、二氧化锡、四氧化锡、氢氟酸、硼酸、乙醇、异丙醇和无机水放入混合加热机混合加热，加热温度为60～80℃，混合搅拌均匀，使固体全部溶解，冷却至0～-2℃，经过滤即得电热膜处理液。

2、电热膜半成品制作：

取加热炉，炉温为600～800℃，电热膜载体放入炉内加热，用负压喷雾法将电热膜镀在电热膜载体表面，通过测试即为电热膜半成品。

3、电热膜成品制作：

在上述电热膜半成品两端或四端表面涂上氧化银浆，送入电极加工炉经300～550℃烘烤后，使氧化银完全还原银同时与电热膜层熔合为一体即为电热膜成品，氧化银还原银形成层状电极，该层状电极厚度很薄，为微米量级。

3、如权利要求2所述电热膜的制造方法，其特征在于：所述电热膜载体为普通玻璃、普通陶瓷、搪瓷、云母、石英玻璃、微晶玻璃、微晶陶瓷或碳化硅。

4、如权利要求2所述电热膜的制造方法，其特征在于：所述负压喷雾法是由负压喷枪将6～8ml的电热膜处理液一次性喷入加热炉内，电热膜处理液在高温中完全汽化同时发生化学反应，在化学能的作用下，电热膜载体表面沉积结晶形成多晶硅半导体薄膜。