CN1050963C - 远红外导电薄膜电加热器 - Google Patents

Abstract

一种以磁控溅射或真空镀膜方法在各种非金属基材上大面积均匀镀复金属导电薄膜的电加热器。本发明这种电加热器的表面温度达到150-300℃大面积均匀并实现真正的远红外加热，加热效率高，可广泛用于实验室或家用取暖。

Description

远红外导电薄膜电加热器

本发明涉及一种导电薄膜电加热器，具体涉及一种利用磁控溅射或真空镀膜方法均匀镀复在各种非金属基材上的远红外导电薄膜电加热器。

目前市场上的电加热器，普遍应用一种在陶瓷炉头上缠绕电热丝，然后套上微晶玻璃罩或用石英卤素灯加热管作热源的发热技术。这种形式的电加热器，由于炉头处在高温下工作，因此所发射的红外辐射的波长较短；并且炉头热辐射还必须通过反射罩反射后才能到达被加热的物体或人体，所以这种加热技术不但热效率低，而且很难达到“真正”的远红外的波长。

市场上还有一类电加热器是采用石墨或金属作为主要导电材质的涂料型导电膜，这种导电膜普遍存在使用性能差、寿命短、电阻均匀性和重复性控制困难等种种缺点。

1993年6月2日公开的公开号为CN1072700A的中国专利申请中揭示了一种薄厚膜复合电热涂层，它是由薄膜电阻涂层和厚膜导电涂层复合而成。采用化学气相生长工艺和厚膜工艺制备在耐温绝缘底材的加热面，可用以代替传统的电热丝。

近年来，尚有一类国外引进组装的所谓挂壁式电热取暖器，它们主要是以搪瓷板为基材，采用高温喷涂法喷涂铝等金属呈条状电热膜。这种条状电热膜由于涂铝处发热，而不涂铝处不发热，造成电热膜发热不均匀，局部温度较高。所以这种条状搪瓷电热膜对搪瓷板的质量要求很高，并且这种条状搪瓷电热膜对发热膜自身的生产工艺技术(高温喷涂)要求也很高，因而这种取暖器一直未能在国内生产和普及。

本发明的目的是提供一种发热均匀、热效率高的真正的远红外电加热器。

本发明是通过一种用磁控溅射或真空镀膜方法，在各种非金属基材上镀复金属导电薄膜的电加热器。它包括导电薄膜、基材及电极，所述的导电薄膜镀复材料可以选自铝、铬或镍等各种金属，也可以选自镍—铬、铁—铬—铝或以镍—铬为基的各种合金材料。本发明金属导电薄膜是采用大面积均匀加镀的方式镀复在各种尺寸大小的非金属材料基材上，并配以电极就形成本发明的电加热器。

本发明远红外导电薄膜电加热器的非金属基材可以选自搪瓷、微晶玻璃、陶瓷或塑料等。

本发明采用磁控溅射或真空镀膜等镀膜技术在搪瓷板或其它非金属基材上大面积均匀加镀电热金属膜，制造取暖器等各种电热器件。这种大面积加镀的金属薄膜电加热器具有以下优点：

1.加热器的表面温度达到大面积均匀，发热程度可控制在150-300℃之间，实现真正的远红外加热，绝对无明火，并且不易引燃木材、棉布等易燃物质。

2.由于本发明导电薄膜所得到的是远红外加热，远红外加热的热效率高，而且由于本发明电加热器在高辐射基底(例如搪瓷板)一面全面均匀加镀导电膜，利用导电膜的半球红外热辐射系数小(＜0.30)而表面(正面)材料(例如搪瓷)的半球红外热辐射率大(＞0.85)，因此辐射热主要通过正面向外辐射，因此加热效率特别高。

3.本发明采用先进的磁控溅射等镀膜工艺，使电热膜具有最高的均匀性和工艺可控性。这种薄膜还可通过划区分割，进行串、并联接来调节发热膜的发热功率和适应各种电源电压；也可根据不同使用功率和温度要求，通过改变金属成份、膜厚来控制电热膜的发热功率。

4.本发明电热膜在150-300℃温度范围内使用寿命在5000小时以上。

图1为本发明导电薄膜电加热器的主要结构示意图：其中1为表面涂有本发明远红外导电薄膜的非金属基材，2为电极，3为导线。导线连接于电源。

实施例1

基材：35×45cm²搪瓷板

镀膜工艺：磁控溅射

    装置：JT 12磁控溅射装置

    靶材(wt％)    Ni 80％    Cr 20％

    参数：溅射电压500-700V

          溅射电流25-40A

          溅射气体Ar

镀膜方式：大面积均匀加镀

加热器功率控制：1000-1500W实施例2：

基材：35×45cm²搪瓷板

镀膜工艺：磁控溅射

    装置：JT 12磁控溅射装置

    靶材：1Cr18Ni9Ti合金钢

    参数：溅射电压500-700V

          溅射电流25-40A

          溅射气体Ar

镀膜方式：大面积均匀加镀

加热器功率控制：1000-1500W实施例3：

基材：35×45cm²微晶玻璃板

镀膜工艺：磁控溅射

其他所有工艺及性能控制等均同实施例2。实施例4：

基材：聚酰亚胺板35×45cm²

镀膜工艺：磁控溅射

靶材：Al

性能控制：发热功率500-750W

其他：同实施例1实施例5：

基材：陶瓷板28×28cm²

镀膜工艺：磁控溅射

靶材：Ni

其他：同实施例1实施例6：

基材：普通玻璃35×60cm²

镀膜工艺：真空镀膜

    装置：真空镀膜机KD-700

    蒸发源材料：Al丝1m/m

    蒸发热源：螺旋状钨丝三组

          电流    60A

          功率    50W×3

镀膜方式：大面积均匀加镀

加热器功率控制：300-500W

Claims (5)

1.一种远红外导电薄膜电加热器，包括导电薄膜、非金属材料基材和电极，其特征在于：

(1)所述导电薄膜材料选自铝、铬、或镍金属，或者选自镍铬合金；

(2)所述导电薄膜是采用磁控溅射或真空镀膜方法大面积均匀镀复在所述非金属材料基材上。

2.一种如权利要求1所述的远红外导电薄膜电加热器，其特征在于其基材为搪瓷。

3.一种如权利要求1所述的远红外导电薄膜电加热器，其特征在于其基材为微晶玻璃或普通玻璃。

4.一种如权利要求1所述的远红外导电薄膜电加热器，其特征在于其基材为陶瓷。

5.一种如权利要求1所述的远红外导电薄膜电加热器，其特征在于其基材为塑料。

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