CN105803294B - 一种通电后产生生物波的电热片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了医疗设备领域内的一种通电后产生生物波的电热片及其制造方法，包含占重量百分比的以下成分：电气石粉8‑12%；硅粉40‑60%；铁粉8‑10%；铜粉4‑6%；碳化硅4‑6%；石墨粉6‑10%；二硅化钼粉4‑6%；氧化铝1‑2%；二氧化钛0.4‑0.8%；氧化镁0.6‑1.2%；糊精粘接剂4‑6%，通过烧结工艺对上述成分原料进行烧结，获得电热片，其电阻控制在1500‑2200范围内，以保证其加热时输出波长峰值在8000‑9000nm范围内，从而实现对人体理疗作用，本发明可用于日常医疗护理中。
Description
技术领域
本发明涉及一种医疗设备，特别涉及一种电热片及其制造方法。
背景技术
随着生活水平的提高，环境污染，食品不太安全等各种因素，严重威胁人们的健康，现在亚健康的人越来越多，人们需要寻找对人体没有副作用、安全可靠的物理保健仪器，作为保健，预防疾病的发展，目前在治疗疾病方面，大多数采用药物治疗，但是药物的副作用较大，成本较高，针对不同人群效果不佳，市场物理保健仪器方面在使用效果和方便存在不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种通电后产生生物波的电热片及其制造方法，使得电热片可产生对身体有益的生物波，有利于身体健康。
本发明的目的是这样实现的：一种通电后产生生物波的电热片及其制造方法，所述电热片包含占重量百分比的以下成分：电气石粉 8-12%；硅粉 40-60%；铁粉 8-10%；铜粉4-6%；碳化硅 4-6%；石墨粉 6-10%；二硅化钼粉 4-6% ；氧化铝 1-2%；二氧化钛 0.4-0.8%；氧化镁 0.6-1.2%；糊精粘接剂 4-6%，上述各粉末的粒径均在200目以上；所述制造方法包括以下步骤：
步骤1）配料：将原料按上述比例进行配比；
步骤2）混合：将上述原料进行搅拌混合；
步骤3）研磨成型：将步骤2）中的混合物倒入模具中，并使用压力机压制成型，所述模具的长度为200±5mm，宽度为20±2mm，厚度为5±0.5mm，所述压力机的吨位为60T-100T；
步骤4）脱模风干：对压制后的混合物进行脱模，得到芯材，将芯材放置在平面上进行自然风干；
步骤5）烧结：将风干后的芯材置入烧结炉进行烧结；
步骤6）喷涂：将烧结后的芯材端部置于密封容器内，以氧气和乙炔气产生火焰融化铝丝，使压力为16MPa的铝浆喷涂在芯材的两端。
本发明中各成分的性状及功能如下：
电气石：是电气石族矿物的总称，产于花岗伟晶岩型及高温气成热液型矿中，是一种典型高温气成矿物，化学成分为：(Na,K,Ca)(Al,Fe,Li,Mg,Mn)3(Al,Cr,Fe,V)6(BO3)3(Si6O18)(OH,F)4。电气石可以放射4-14 微米远红外线，其发射力接近100％，可温暖细胞，促使血液循环顺畅，且加热时效果更好。
硅粉：熔点为1414℃，其广泛的应用于耐火材料、粉末冶金行业中，以提高产品的耐高温，耐磨损和抗氧化性，在本发明中作为本发明的填充剂，为本发明的结构主体，由于本发明中的芯材工作时温度可达200℃，硅粉的耐高温性能可增强芯材的耐高温性。
铜粉：熔点为1083℃，在烧结过程中，由于温度以超过铜粉的熔点，因此铜粉融化呈流化状态，使其填充满各粉末晶体之间的间隙，根据其电热性，最终在通电状态下成为发热主体。
铁粉：熔点为1537℃，作为电荷传播主体，同时与铜共同作用作为发热主体。
碳化硅：熔点为2730℃，其化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，根据其较强的电热性能，碳化硅还大量用于制作电热元件，碳化硅的莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级），烧结后具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化，本发明中碳化硅的作用主要是增强芯材的抗氧化性以及芯材使用状态下的导热性。
石墨粉：熔点3850℃，其化学反应很灵敏，在不同的环境里面他的电阻率都会变，石墨粉是很好的非金属导电物质之一，只要在绝缘的物体里面保证石墨粉不间断，像一条细线那样也会通电的，在本发明中石墨粉的作用主要是实现芯材的导电。
二硅化钼：熔点2030℃，由于二硅化钼低温增韧和高温补强的性能，因此二硅化钼常作为结构材料，其具有适中的密度；较低的热膨胀系数；良好的电热传导性；1000℃以下有陶瓷般的硬脆性，本发明中，通过在芯材中加入二硅化钼增强芯材的强度以及电热传导性。
氧化铝：熔点2045℃，高纯氧化铝呈白色微粉，粒度均匀，易于分散，化学性能也很稳定，高温收缩性能也适中，具有良好的烧结性能转化率，是生产耐热、耐磨、耐腐产品的基本原料，本发明中其作用增强芯材烧结转化率。
二氧化钛：熔点1850℃，白色固体或粉末状的两性氧化物，高温烧结时会变成金红石型二氧化钛，金红石型二氧化钛在20℃时还是电绝缘体，但加热到420℃时，它的电导率增加了107倍，金红石型二氧化钛的介电常数和半导体性质对电子工业非常重要，本发明中二氧化钛的作用增强芯材使用状态下的导电性，从而保证芯材发热。
氧化镁：熔点2800℃，具有高度耐火绝缘性能，高纯氧化镁具有良好的烧结性能，在不需要使用烧结助剂便可实现低温烧结,制成高致密的细晶陶瓷或多功能性氧化镁薄膜,本发明中通过加入氧化镁进行烧结增强芯材的阻燃性能以及烧结性能。
本发明烧结时，烧结温度高于烧结体中低熔成分（铜粉）的熔点，由于物质通过液相迁移比固相扩散要快得多，烧结体的致密化速度和最终密度均大大提高；通过利用二硅化钼的高温补强作用，使得其填充在不同成分之间时可增强芯材的强度，最终能够生产出高电阻的电热片；将碳化硅充分混合填充在不同成分之间，利用其较好的导热性能以及半导体性能，增强芯材的导热性能以及导电性；芯材在烧结后，芯材的最终阻值会烧结温度的变化而变化，烧结温度越高，芯材阻值越低，烧结温度越低，芯材阻值越高，使用时，本发明配合两端的喷涂铝浆形成的电极，可直接接入220V家用电中，省去了降压装置，使用过程中，电热片具有电热性能的成分在通电的情况下实现发热，对电气石进行加热，此时电热片的温度可达100-200℃，电气石的能量可以快速、强烈地以远红外线、负离子及微电流的形式释放出来，其中，远红外线的波峰在8-9μm之间，它们共同构成的能量场可间接地通过空气向人体提供能量，使人体细胞由休眠状态转化为运动状态，加快人体的血液循环及新陈代谢，排出体内毒素，平衡人体酸碱度，补充新的营养物质，从而起到保健和治疗的作用。本发明可用于人体治疗保健中。
为了进一步提高芯材的致密化速度和烧结体的最终密度，步骤5）烧结温度为1300-1600℃，烧结时间为28-32h，包括升温期、保温期以及降温期，升温期为13-15h，温度呈梯度上升，每小时升温100±5℃，保温期为2h，温度保持在 1400-1500℃，降温期温度为13-15h，温度呈梯度下降，每小时降100±5℃。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做具体描述。
实施例1
一种通电后产生生物波的电热片制造方法，包括以下步骤：
步骤1）按照占重量百分比的以下成分进行配比：电气石粉8%；硅粉60%；铁粉8%；铜粉4%；碳化硅4%；石墨粉6%；二硅化钼粉4%；氧化铝1%；二氧化钛0.4%；氧化镁0.6%；糊精粘接剂4%，上述各粉末的粒径均在200目以上；
步骤2）混合：将上述原料进行搅拌混合；
步骤3）研磨成型：将步骤2）中的混合物倒入模具中，并使用压力机压制成型，所述模具的长度为200mm，宽度为20mm，厚度为5mm，所述压力机的吨位为60T-100T；
步骤4）脱模风干：对压制后的混合物进行脱模，得到芯材，将芯材放置在平面上进行自然风干；
步骤5）烧结：将风干后的芯材置入烧结炉进行烧结；烧结时间为28-34h，包括升温期、保温期以及降温期，升温期为13h，温度呈梯度上升，每小时升温100±5℃，保温期为2h，温度保持在1300℃，降温期温度为13h，温度呈梯度下降，每小时降100±5℃；
步骤6）喷涂：将烧结后的芯材端部置于密封容器内，以氧气和乙炔气产生火焰融化铝丝，使压力为16MPa的铝浆喷涂在芯材的两端。
实施例2
其与实施例1 的区别在于：电气石粉9%；硅粉57.8%；铁粉8%；铜粉4%；碳化硅4%；石墨粉7%；二硅化钼粉4%；氧化铝1.2%；二氧化钛0.4%；氧化镁0.6%；糊精粘接剂4%，保温期温度保持在1350℃。
实施例3
其与实施例1 的区别在于：电气石粉9%；硅粉57.5%；铁粉8%；铜粉4%；碳化硅4%；石墨粉7%；二硅化钼粉4%；氧化铝1.3%；二氧化钛0.4%；氧化镁0.8%；糊精粘接剂4%，升温期时长为14h，保温期温度保持在1400℃，降温期时长为14h。
实施例4
其与实施例1 的区别在于：电气石粉10%；硅粉50.2%；铁粉9%；铜粉5%；碳化硅5%；石墨粉8%；二硅化钼粉5%；氧化铝1.5%；二氧化钛0.5%；氧化镁0.8%；糊精粘接剂5%，升温期时长14h，保温期温度保持在1450℃，降温期时长为14h。
实施例5
其与实施例1 的区别在于：电气石粉10%；硅粉50%；铁粉9%；铜粉5%；碳化硅5%；石墨粉8%；二硅化钼粉5%；氧化铝1.5%；二氧化钛0.5%；氧化镁1%；糊精粘接剂5%，升温期时长15h，保温期温度保持在1480℃，降温期时长15h。
实施例6
其与实施例1 的区别在于：电气石粉10%；硅粉50%；铁粉9%；铜粉5%；碳化硅5%；石墨粉8%；二硅化钼粉5%；氧化铝1.5%；二氧化钛0.5%；氧化镁1%；糊精粘接剂5%，升温期时长15h，保温期温度保持在1500℃，降温期时长15h。
实施例7
其与实施例1 的区别在于：电气石粉11%；硅粉42.8%；铁粉10%；铜粉6%；碳化硅6%；石墨粉9%；二硅化钼粉6%；氧化铝1.6%；二氧化钛0.6%；氧化镁1%；糊精粘接剂6%，升温期时长16h，保温期温度保持在1520℃，降温期时长16h。
实施例8
其与实施例1 的区别在于：电气石粉11%；硅粉42.3%；铁粉10%；铜粉6%；碳化硅6%；石墨粉9%；二硅化钼粉6%；氧化铝1.8%；二氧化钛0.7%；氧化镁1.2%；糊精粘接剂6%，升温期时长16h，保温期温度保持在1560℃，降温期时长16h。
实施例9
其与实施例1 的区别在于：电气石粉12%；硅粉40%；铁粉10%；铜粉6%；碳化硅6%；石墨粉10%；二硅化钼粉6%；氧化铝2%；二氧化钛0.8%；氧化镁1.2%；糊精粘接剂6%，升温期时长16h，保温期温度保持在1600℃，降温期时长16h。
将上述9个实施例获得的芯材进行数据检测，芯材的尺寸相对模具均略有收缩，分别对芯材的电阻以及通电后芯材产生的峰值波波长检测，具体数据如下表：
由上表数据可以得出，生产获得芯材其阻值会随烧结时的温度的变化而变化，烧结保温温度越高，低溶成分的液相迁移速度更快，扩散更加均匀，芯材最终密度会更高，因此芯材阻值越低，同理，烧结保温温度越低，芯材阻值越高，并且上述芯材加热时其远红外峰值波的波长均在8000-9000nm范围内。
本发明工作时，本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种通电后产生生物波的电热片，其特征在于，由占重量百分比的以下成分组成：
电气石粉 8-12%；
硅粉 40-60%；
铁粉 8-10%；
铜粉 4-6%；
碳化硅 4-6%；
石墨粉 6-10%；
二硅化钼粉 4-6% ；
氧化铝 1-2%；
二氧化钛 0.4-0.8%；
氧化镁 0.6-1.2%；
糊精粘接剂 4-6%，上述各粉末的粒径均在200目以上；
所述电热片的制造方法包括以下步骤：
步骤1）配料：将原料按上述比例进行配比；
步骤2）混合：将上述原料进行搅拌混合；
步骤3）研磨成型：将步骤2）中的混合物倒入模具中，并使用压力机压制成型，所述模具的长度为200±5mm，宽度为20±2mm，厚度为5±0.5mm，所述压力机的吨位为60T-100T；
步骤4）脱模风干：对压制后的混合物进行脱模，得到芯材，将芯材放置在平面上进行自然风干；
步骤5）烧结：将风干后的芯材置入烧结炉进行烧结，烧结温度为1300-1600℃；
步骤6）喷涂：将烧结后的芯材端部置于密封容器内，以氧气和乙炔气产生火焰熔化 铝丝，使压力为16MPa的铝浆喷涂在芯材的两端。
2.一种如权利要求1所述的电热片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）配料：将原料按上述比例进行配比；
步骤2）混合：将上述原料进行搅拌混合；
步骤3）研磨成型：将步骤2）中的混合物倒入模具中，并使用压力机压制成型，所述模具的长度为200±5mm，宽度为20±2mm，厚度为5±0.5mm，所述压力机的吨位为60T-100T；
步骤4）脱模风干：对压制后的混合物进行脱模，得到芯材，将芯材放置在平面上进行自然风干；
步骤5）烧结：将风干后的芯材置入烧结炉进行烧结，烧结温度为1300-1600℃；
步骤6）喷涂：将烧结后的芯材端部置于密封容器内，以氧气和乙炔气产生火焰熔化 铝丝，使压力为16MPa的铝浆喷涂在芯材的两端。
3.根据权利要求2所述的一种电热片的制造方法，其特征在于，步骤5）烧结温度为1300-1600℃，烧结时间为28-32h，包括升温期、保温期以及降温期，升温期为13-15h，温度呈梯度上升，每小时升温100±5℃，保温期为2h，温度保持在 1400-1500℃，降温期为13-15h，温度呈梯度下降，每小时降100±5℃。
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