CN106123712A - 一种碳膜桥丝及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳膜桥丝及其制造工艺，包括圆柱状的基体，所述基体的两端分别设有用于导电的金属帽，在所述基体的外侧设有一层碳膜，并且所述碳膜上设有一个弧形槽，所述碳膜上且对应所述弧形槽两端之间的部分形成通电后发热引燃的发火点。本发明的有益效果是：该碳膜桥丝参考了碳膜电阻的加工方式，能够显著的降低桥丝的加工成本，并且更容易控制其相关参数，满足不同***的需求，同时稳定性好、抗氧化、利于焊接。

Description

一种碳膜桥丝及其制造工艺
技术领域
本发明涉及点火原件领域，具体涉及一种碳膜桥丝及其制造工艺。
背景技术
碳纤维作为***点火桥丝，国内外已有一定的使用，但是因为碳本身的特性，所以加工成本一直比较高；并且不容易控制其相关参数，无法满足不同***的需求。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种碳膜桥丝及其制造工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种碳膜桥丝，包括圆柱状的基体，所述基体的两端分别设有用于导电的金属帽，在所述基体的外侧设有一层碳膜，并且所述碳膜上设有一个弧形槽，所述碳膜上且对应所述弧形槽两端之间的部分形成通电后发热引燃的发火点。
本发明的有益效果是：该碳膜桥丝参考了碳膜电阻的加工方式，能够显著的降低桥丝的加工成本，并且更容易控制其相关参数，满足不同***的需求，同时稳定性好、抗氧化、利于焊接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步的改进：
进一步，所述弧形槽的深度等于或大于所述碳膜的厚度。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：使得电能只从发火点通过，达 到能量的集中在发火点的目的，使得碳膜的发火点内碳膜最大化的产生热量，最终完成燃烧引爆。
进一步，所述基体为质量分数为30％氧化铝的陶瓷或者滑石瓷制成。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：陶瓷材料的导热性能差，保证热量集中在碳膜上。
进一步，所述碳膜的原材料为正庚烷形成，并且所述碳膜上抹有对碳膜桥丝的初始电阻值进行优化的金属浆体层。
进一步，所述基体和所述碳膜之间设有粘合剂层。
进一步，所述弧形槽的宽度为0.1-0.2mm，并且所述弧形槽设有用于调整碳膜桥丝阻值和发火点面积的的螺升角，所述螺升角为0-60°。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：在现有工艺基础上，完成最小弧形槽的刻槽宽度，以此来减少弧形槽发火面积的边长，从而使得能量集中；上述螺升角的角度范围可以使得发火点的面积可控，并可通过螺升角度的调整改变发火点的面积，同时可以调整完成桥丝阻值来适应不同的使用要求。
一种上述的碳膜桥丝的制造工艺，包括如下步骤：
(1)选择加工制作基体；
(2)在基体(1)上镀碳膜，并在镀膜后利用300-400摄℃的高温回火的工艺来降低碳膜的初始电阻值；
(3)采用刻槽工艺在基体上的碳膜加工成弧形槽，并在弧形槽的两端之间的位置形成发火点；
(4)在基体的两端分别安装上金属帽即可。
进一步，在步骤(3)和步骤(4)之间还包括对碳膜桥丝的初始电阻值进行优化的步骤，具体为：在碳膜上涂抹金属浆体来降低碳膜桥丝初始电阻值。
进一步，对碳膜桥丝的初始电阻值进行优化方法为：延长金属帽的长度 达到降低初始电阻值的目的。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：使用小部分金属材料来取代碳膜，通过对碳膜部分的金属化来提高碳膜的导电性能。
进一步，在步骤(1)和步骤(2)之间还有将粘合剂涂抹于基体上的步骤。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：增加基体表面的附着力，便于在基体上镀碳膜。
附图说明
图1为碳膜桥丝的正视图；
图2为碳膜桥丝的右视图；
图3为碳膜桥丝的俯视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、基体，2、金属帽，3、碳膜，4、弧形槽，5、发火点。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-3所示，一种碳膜桥丝，包括圆柱状的基体1，所述基体1的两端分别设有用于导电的金属帽2，在所述基体1的外侧设有一层碳膜3，并且所述碳膜3上设有一个弧形槽4，所述碳膜3上且对应所述弧形槽4两端之间的部分形成通电后发热引燃的发火点5。碳膜4的导电性能较好，使得能量尽可能少在碳膜4消耗，进而集中在发火点5。
所述弧形槽4的深度等于或大于所述碳膜3的厚度，金属帽2通电后在碳膜3上传递过程中，使得电能只从发火点5通过，达到能量的集中在发火 点5的目的，使得碳膜3的发火点5内碳膜最大化的产生热量，最终完成燃烧引爆。
优选的：所述弧形槽4的宽度为0.1-0.2mm，在现有工艺基础上，完成最小弧形槽4的刻槽宽度，以此来减少弧形槽4发火面积的边长，从而使得能量集中。所述弧形槽4的螺升角为0-60°，上述螺升角可以使得发火点5的面积可控，并可通过螺升角度的调整改变发火点5的面积，同时可以调整完成桥丝阻值来适应不同的使用要求。
上述的碳膜桥丝的制造工艺，包括如下步骤：
(1)选择30％氧化铝的陶瓷或者氧化镁的陶瓷加工制作基体1：
基体1的材料选择导热能力差的陶瓷，从而使得碳膜3所发热量不会被陶瓷基体1传导，达到热量集中切不扩散的目的。对基体1可以选择如下任一一种材料：
a.选择30％氧化铝的陶瓷为基体1的材料：可大幅度降低导热系数，控制导热系数在8以下，30％氧化铝的陶瓷基体1的导热能力是95％氧化铝的陶瓷基体1的一半；
b.选择滑石瓷材料(氧化镁陶瓷)为基体1的材料：滑石瓷材料的质量配比如下：二氧化硅含量：60％；氧化镁含量：30％。滑石瓷陶瓷相对其他材料较脆，不宜使用于普通电阻，可对于碳膜桥丝一次性的使用特点是完全可以接受的。
(2)采用正庚烷作为在基体1上镀碳膜3的原材料，并在镀膜后利用300-400℃的高温回火的工艺来降低碳膜3的初始电阻值：
在基体1上镀碳膜3过程中通过特定的工艺，提高碳膜4导电性能和碳膜4附着基体1的能力，从而使得所镀碳膜4的初始电阻值尽量减小，同时提高碳膜4的附着能力，可靠性，一致性。具体如下：
a.采用正庚烷作为镀碳膜4的原材料，当正庚烷被用于镀碳膜4材料 时可以有效的减少碳三键的生成，进而提高碳膜4的导电能力，使得碳膜4的电阻率减低，达到碳膜4初始电阻值的减小；
b.利用高温回火的工艺来降低碳膜4的初始电阻值，在基体1上镀膜4后再经过300-400℃的高温回火工艺，可以将碳膜4内部的碳三键有效的转化为碳两键，从而提高碳膜4的导电能力。
在碳膜4难以附着的基体1上镀膜时，在基体1表面加入特质的粘合材料，如在使用30氧化铝和滑石瓷材料作为基体1时，镀膜过程中会因为基体1表面粗糙难以镀膜，所以采用特殊的粘合剂涂抹于陶瓷基体1后再进行碳膜的附着。
(3)采用刻槽不环切工艺对基体1上的碳膜3加工成不封闭的弧形槽(4)，并形成发火点5：
碳膜桥丝上加工成弧形槽4所需要达到的目的：在刻槽不环切碳膜4的基础上，尽可能的使得弧形槽4的发火点5面积的边长最小，达到能量的集中效果，最终使得发火点5内碳膜最大化的产生热量。具体如下：
a.弧形槽4不能超过1圈，长度一定要小于360°即形成发火点5，一定要保证碳膜4有发火点5，发火点5面积越小发热效果越明显；
b.弧形槽4的螺升角的最佳范围在0-60°，一定的螺升角可以使得发热面积可控，并可通过螺升角度的调整改变碳膜发火面积，同时可以调整完成碳膜桥丝阻值来适应不同的使用要求；
c.弧形槽4宽度控制在0.1-0.2mm，在现有工艺基础上，完成最小刻槽宽度，以此来减少刻槽发火面积的边长，从而使得能量集中。
(4)对碳膜桥丝的初始电阻值进行优化：
通过对碳膜桥丝碳膜4的金属化来提高碳膜4的导电性能，特定金属材料相对于碳材料有着更好的导电能力，所以使用小部分金属材料来取代碳膜桥丝的部分碳膜4。对碳膜桥丝的初始电阻值进行优化方法有如下两种：
a.在碳膜桥丝的碳膜4上涂抹少量金属浆体(银浆)来降低初始电阻值，从而利用附着在碳膜4上金属优良的导电性能来提高碳膜桥丝的整体导电性能；
b.加长碳膜桥丝两端金属帽2的长度达到降低初始电阻值的目的，通过加长碳膜桥丝两端的金属帽2，使得金属材料可以代替部分的碳膜功能，从而提高碳膜桥丝的整齐导电性能。
(5)在基体的两端分别安装上金属帽2即可完成碳膜桥丝的制造。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳膜桥丝，包括圆柱状的基体(1)，所述基体(1)的两端分别设有用于导电的金属帽(2)，其特征在于，在所述基体(1)的外侧设有一层碳膜(3)，并且所述碳膜(3)上设有一个弧形槽(4)，所述碳膜(3)上且对应所述弧形槽(4)两端之间的部分形成通电后发热引燃的发火点(5)。
2.根据权利要求1所述的碳膜桥丝，其特征在于，所述弧形槽(4)的深度等于或大于所述碳膜(3)的厚度。
3.根据权利要求1所述的碳膜桥丝，其特征在于，所述基体(1)为质量分数为30％氧化铝的陶瓷或者滑石瓷制成。
4.根据权利要求1所述的碳膜桥丝，其特征在于，所述碳膜(3)的原材料为正庚烷形成，并且所述碳膜(3)上抹有对碳膜桥丝的初始电阻值进行优化的金属浆体层。
5.根据权利要求1所述的碳膜桥丝，其特征在于，所述基体(1)和所述碳膜(3)之间设有粘合剂层。
6.根据权利要求1至5任一所述的碳膜桥丝，其特征在于，所述弧形槽(4)的宽度为0.1-0.2mm，并且所述弧形槽(4)设有用于调整碳膜桥丝阻值和发火点(5)面积的的螺升角，所述螺升角为0-60°。
7.一种权利要求1至6任一项所述的碳膜桥丝的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选择加工制作基体(1)；
(2)在基体(1)上镀碳膜(3)，并在镀膜后利用300-400摄℃的高温回火的工艺来降低碳膜(3)的初始电阻值；
(3)采用刻槽工艺在基体(1)上的碳膜(3)加工成弧形槽(4)，并在弧形槽的两端之间的位置形成发火点(5)；
(4)在基体的两端分别安装上金属帽(2)即可。
8.根据权利要求7所述的制造工艺，其特征在于，在步骤(3)和步骤(4)之间还包括对碳膜桥丝的初始电阻值进行优化的步骤，具体为：在碳膜(4)上涂抹金属浆体来降低碳膜桥丝初始电阻值。
9.根据权利要求7所述的制造工艺，其特征在于，对碳膜桥丝的初始电阻值进行优化方法为：延长金属帽(2)的长度达到降低初始电阻值的目的。
10.根据权利要求7至9任一所述的制造工艺，其特征在于，在步骤(1)和步骤(2)之间还有将粘合剂涂抹于基体(1)上的步骤。
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