CN109288140B - 一种电子烟用多孔陶瓷发热体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子烟用多孔陶瓷发热体及其制备方法，其将电极分别焊接在多孔陶瓷基体的两端表面得到电子烟用多孔陶瓷发热体。所述多孔陶瓷基体主要由碳化硅、氧化铝、二氧化硅、二硅化钼、氧化镁和造孔剂按照一定比例配制形成，再经过成型、烧结等工艺制作而成。所述电极采用金属化层工艺而成。所述多孔陶瓷发热体工艺简单，结构稳定，无需埋设发热丝。本发明的多孔陶瓷发热体自身发热，发热均匀，导热率高，被吸附在空隙间的烟油也能均匀加热，从而有效提高加热均匀性、加热效率及电子烟的口感。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷发热体领域，特别是一种电子烟用多孔陶瓷发热体。
背景技术
烟油用多孔陶瓷发热体的工作原理主要是利用多孔陶瓷吸附烟油到发热丝，发热丝发热使烟油蒸发，从而产生尼古丁等物质。由于现有技术的设计为，发热丝设计在多孔陶瓷的外侧，因此，多孔陶瓷的内侧和外侧存在温差，影响加热的均匀性及电子烟的口感。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电子烟用多孔陶瓷发热体及其制备方法，无需埋设发热丝。本发明的多孔陶瓷发热体自身发热，发热均匀，导热率高，被吸附在空隙间的烟油也能均匀加热，从而有效提高加热均匀性、加热效率及电子烟的口感。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种电子烟用多孔陶瓷发热体，包括多孔陶瓷基体以及分别设置在所述多孔陶瓷基体的两端表面的电极；
其中，所述多孔陶瓷基体的原材料包括：
具体地，所述多孔陶瓷基体的空隙率在30-60％，空隙大小在20-250μm，抗弯强度大于10Mpa，方阻0.2-8Ω。
具体地，所述造孔剂为淀粉、石墨或纤维素。
优选地，所述多孔陶瓷基体的坯体采用热压铸成型，石蜡添加量为所述多孔陶瓷基体的原材料总质量的30-60％，热压铸料筒温度为50-70℃，出料口温度为60-80℃，压力为0.2-6MPa。
另一优选地，所述多孔陶瓷基体的坯体采用干压成型，PVA添加量为所述多孔陶瓷基体的原材料总质量的5-15％，压力为10-50Mpa。
进一步，所述多孔陶瓷基体是所述坯体在1200-1500℃的惰性气氛或还原气氛炉中烧结而成。
作为本发明提供了另一个技术方案，一种电子烟用多孔陶瓷发热体的制备方法，将电极分别焊接在多孔陶瓷基体的两端的表面，制得所述电子烟用多孔陶瓷发热体；其中，所述多孔陶瓷基体的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照质量分数取以下原材料混合，所述原材料包括：
S2、混合的原材料成型，制得坯体；
S3、将所述坯体干燥；
S4、将干燥后的坯体移入1200-1500℃的惰性气氛或还原气氛炉中烧结，既得所述多孔陶瓷基体。
优选地，所述步骤S2中，混合的原材料通过热压铸成型，添加为所述原材料总质量的30-60％的石蜡，热压铸料筒温度为50-70℃，出料口温度为60-80℃，压力为0.2-6Mpa，制得坯体。
另一优选地，所述步骤S2中，混合的原材料通过干压成型，添加为所述多孔陶瓷基体的原材料总质量的5-15％的PVA，压力为10-50Mpa，制得坯体。
进一步，所述电极是含银的金属层在800-1200℃烧结而成。
与现有技术相比，具有如下积极效果：
1、本发明的电子烟用多孔陶瓷发热体，其电极采用金属化层工艺，实现多孔陶瓷基体的两端焊接；
2、本发明的多孔陶瓷基体由碳化硅等多种原料按比例配制形成，再经过成型、烧结等工艺制作，目前碳化硅可以作为加热体，但是需在1800℃以上烧结才能实现导电，而本发明的多孔陶瓷基体是可实现低温烧结的导电多孔陶瓷，二氧化硅和氧化铝的添加是降低碳化硅的烧结温度，在1300-1400℃时能形成玻璃相，挺高陶瓷的结合强度；二硅化钼的添加是提高碳化硅的导电性和抗氧化性，因为碳化硅是半导体，电阻率较高，需改性才能实现导电，而二硅化钼是抗氧化性比较好的导体，能提高碳化硅的电导率；
3、结合以上论述，本发明的多孔陶瓷发热体结构强度高，即使在多孔的条件下也能保证使用强度，结构简单，安全环保，无污染，而且加热均匀，烟油蒸发充分，提高电子烟的口感。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明的电子烟用多孔陶瓷发热体的结构示意图。
其中，1-多孔陶瓷基体，2-电极。
具体实施方式
实施例1
请参阅图1，实施例1的电子烟用多孔陶瓷发热体，其制备方法为，将电极2分别焊接在多孔陶瓷基体1的两端的表面。
电极2是含银的金属层在800℃烧结而成，具体为银钯，银钌或银铂。
而实施例1的多孔陶瓷基体通过以下方法制备，包括步骤：
S1、按照质量分数取所述多孔陶瓷基体的原材料球磨混合，原材料包括：
S2、混合的原材料通过热压铸成型，添加为所述原材料总质量的60％的石蜡，热压铸料筒温度为50℃，出料口温度为80℃，压力为0.2Mpa，制得坯体；
S3、将所述坯体室温晾干，然后入烘箱烘干，温度400-700℃，时间4-10小时；
S4、将干燥后的坯体移入1200℃的氢气炉中烧结，既得实施例1的多孔陶瓷基体。
实施例1制得的多孔陶瓷基体的空隙率在53％，空隙大小在20-250μm，抗弯强度16Mpa，方阻为0.9Ω。
实施例2
实施例2的电子烟用多孔陶瓷发热体，其制备方法为，将电极2分别焊接在多孔陶瓷基体1的两端的表面。
实施例2的电极2是含银的金属层在1200℃烧结而成。
而实施例2的多孔陶瓷基体通过以下方法制备，包括步骤：
S1、按照质量分数取所述多孔陶瓷基体的原材料球磨混合，原材料包括：
S2、混合的原材料通过热压铸成型，添加为所述原材料总质量的30％的石蜡，热压铸料筒温度为70℃，出料口温度为60℃，压力为6Mpa，制得坯体；
S3、将所述坯体室温晾干，然后入烘箱烘干；
S4、将干燥后的坯体移入1500℃的氢气炉中烧结，既得实施例2的多孔陶瓷基体。
实施例2制得的多孔陶瓷基体的空隙率在61％，空隙大小在20-250μm，抗弯强度13Mpa，方阻为0.3Ω。
实施例3
实施例3的电子烟用多孔陶瓷发热体，其制备方法为，将电极2分别焊接在多孔陶瓷基体1的两端的表面。
实施例3的电极2是含银的金属层在900℃烧结而成。
而实施例3的多孔陶瓷基体通过以下方法制备，包括步骤：
S1、按照质量分数取所述多孔陶瓷基体的原材料球磨混合，原材料包括：
S2、混合的原材料通过干压成型，添加为所述多孔陶瓷基体的原材料总质量的15％的PVA，压力为5Mpa，制得坯体；
S3、将所述坯体室温晾干，然后入烘箱烘干；
S4、将干燥后的坯体移入1300℃的氢气炉中烧结，既得实施例3的多孔陶瓷基体。
实施例3制得的多孔陶瓷基体的空隙率在45％，空隙大小在20-250μm，抗弯强度20Mpa，方阻为1.2Ω。
实施例4
实施例4的电子烟用多孔陶瓷发热体，其制备方法为，将电极2分别焊接在多孔陶瓷基体1的两端的表面。
实施例4的电极2是含银的金属层在1100℃烧结而成。
而实施例4的多孔陶瓷基体通过以下方法制备，包括步骤：
S1、按照质量分数取所述多孔陶瓷基体的原材料球磨混合，原材料包括：
S2、混合的原材料通过干压成型，添加为所述多孔陶瓷基体的原材料总质量的5％的PVA，压力为10Mpa，制得坯体；
S3、将所述坯体室温晾干，然后入烘箱烘干；
S4、将干燥后的坯体移入1400℃的氢气炉中烧结，既得实施例4的多孔陶瓷基体。
实施例4制得的多孔陶瓷基体的空隙率在30％，空隙大小在20-250μm，抗弯强度大于10Mpa，方阻0.2Ω。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (9)
1.一种电子烟用多孔陶瓷发热体，其特征在于：包括多孔陶瓷基体以及分别设置在所述多孔陶瓷基体的两端表面的电极；其中，
所述多孔陶瓷基体包括以下质量分数的原材料：
所述多孔陶瓷基体的空隙率在30-60％，空隙大小在20-250μm，抗弯强度大于10Mpa，方阻0.2-8Ω。
2.如权利要求1所述电子烟用多孔陶瓷发热体，其特征在于：所述造孔剂为淀粉、石墨或纤维素。
3.如权利要求1所述电子烟用多孔陶瓷发热体，其特征在于：所述多孔陶瓷基体的坯体采用热压铸成型，石蜡添加量为所述多孔陶瓷基体的原材料总质量的30-60％，热压铸料筒温度为50-70℃，出料口温度为60-80℃，压力为0.2-6MPa。
4.如权利要求1所述电子烟用多孔陶瓷发热体，其特征在于：所述多孔陶瓷基体的坯体采用干压成型，PVA添加量为所述多孔陶瓷基体的原材料总质量的5-15％，压力为10-50Mpa。
5.如权利要求4所述电子烟用多孔陶瓷发热体，其特征在于：所述多孔陶瓷基体是所述坯体在1300-1400℃的惰性气氛或还原气氛炉中烧结而成。
6.一种电子烟用多孔陶瓷发热体的制备方法，其特征在于：将电极分别焊接在多孔陶瓷基体的两端的表面，制得所述电子烟用多孔陶瓷发热体；其中，所述多孔陶瓷基体的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照质量分数取以下原材料混合，所述原材料包括：
S2、混合的原材料成型，制得坯体；
S3、将所述坯体干燥；
S4、将干燥后的坯体移入1300-1400℃的惰性气氛或还原气氛炉中烧结，既得所述多孔陶瓷基体；
所述多孔陶瓷基体的空隙率在30-60％，空隙大小在20-250μm，抗弯强度大于10Mpa，方阻0.2-8Ω。
7.如权利要求6所述电子烟用多孔陶瓷发热体的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，混合的原材料通过热压铸成型，添加为所述原材料总质量的30-60％的石蜡，热压铸料筒温度为50-70℃，出料口温度为60-80℃，压力为0.2-6Mpa，制得坯体。
8.如权利要求6所述电子烟用多孔陶瓷发热体的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，混合的原材料通过干压成型，添加为所述多孔陶瓷基体的原材料总质量的5-15％的PVA，压力为10-50Mpa，制得坯体。
9.如权利要求6、7或8所述电子烟用多孔陶瓷发热体的制备方法，其特征在于：所述电极是含银的金属层在800-1200℃烧结而成。
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