CN109527657A - 雾化组件的制备方法及电子烟雾化器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电子烟雾化器，包括用于存储烟油的储油腔、以及用于从储油腔吸取烟油并进行加热雾化的雾化组件；雾化组件包括依次层叠设置的多孔陶瓷层和致密陶瓷层、发热元件；多孔陶瓷层具有与致密陶瓷层相对的第一表面以及与该第一表面相背的第二表面；致密陶瓷层接合于第一表面的至少一部分上，第二表面被配置为与烟油接触的吸油面。采用本发明的以上电子烟雾化器，通过沿着雾化组件中多孔陶瓷层和致密陶瓷层的层叠方向，使烟油沿着层叠方向被浸润吸取和传导，从而大大提升了烟油的传导效率；并且发热元件平整性和结合稳定性更好，消除了发热元件电阻浮动不稳、甚至断裂无法导电的问题，整体工作稳定性和寿命能得到明显提高。

Description

雾化组件的制备方法及电子烟雾化器

技术领域

本发明实施例涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种雾化组件的制备方法及电子烟雾化器。

背景技术

电子烟产品的核心部件为对电子烟油进行蒸发生成烟油气溶胶的雾化器，雾化器的功能主要是通过一能从储油腔吸取烟油并进行雾化的雾化组件实现；雾化组件具有一个用于吸取和传导烟油的多孔体、以及一设置于多孔体上用于对多孔体吸取和传导的烟油进行蒸发雾化的发热元件。其中，多孔体是一个自身内部具有毛细微孔的部件，可以通过内部的微孔进行烟油的浸润吸收和传导；而发热元件具有用于发热的发热部、以及导电引脚部分，发热部用于对多孔体传导来的烟油进行加热蒸发，形成供吸食的烟油气溶胶。

目前通常雾化组件采用多孔陶瓷厚膜发热体，是以具有用于烟油吸取和传导微米级微孔的多孔陶瓷体为载体，通过丝网印刷工艺印制上印刷发热线路支承发热元件，通电之后发热元件对烟油进行雾化。这种多孔陶瓷体通常采用陶瓷浆料与造孔剂混合后再烧结的方式进行制备，烧结后的陶瓷体内具有大量微孔，从而用于烟油吸取和传导；整体制备过程可以实现自动化生产，工艺稳定性较高。

但采用以上方法制备的多孔陶瓷体在使用中存在一些不足：一方面制备工艺自身存在限制，采用将陶瓷粉料和造孔剂统一混料再烧结的过程，无法保证造孔剂的分散均匀性，使得制备的多孔陶瓷体的孔隙均匀度无法保证；同时由于烧结之前的陶瓷材料在浆料均匀混合阶段，浆料中的造孔剂是无规排布的，因此最终在烧结后的多孔体内部形成的微孔也是无规则排列的；而使用时烟油的传导路径是由若干微孔弯曲衔接组成，使得路径长度远大于从多孔陶瓷体的烟油吸取面到烟油雾化面的直线距离，从而限制了烟油的传导和雾化效率。另一方面，由于存在微孔，多孔陶瓷体表面相对较粗糙，导致印刷发热电路烧结在多孔陶瓷体表面后附着力较差，并存在高低凹凸不平和向微孔内渗透的情况，使得印刷发热电路的阻值稳定性和均匀性不足，使用时会出现电阻浮动不稳、甚至断裂无法导电的问题；同时在持续工作后由于热循环冲击效应，易造成印刷发热电路剥落。

发明内容

为了解决现有技术中的多孔陶瓷制备产生的烟油传导雾化效率受限、以及印刷发热体稳定性不足问题，本发明实施例提供一种雾化组件的制备方法及电子烟雾化器。

本发明的电子烟雾化器，包括用于存储烟油的储油腔、以及用于从储油腔吸取烟油并进行加热雾化的雾化组件；所述雾化组件包括层叠设置的多孔陶瓷层和致密陶瓷层；所述致密陶瓷层与多孔陶瓷层相背的表面设置有发热元件；

所述多孔陶瓷层具有与致密陶瓷层相对的第一表面以及与该第一表面相背的第二表面，所述致密陶瓷层接合于所述第一表面的至少一部分上；所述第二表面被配置为与烟油接触的吸油面。

优选地，所述多孔陶瓷层内的微孔大致为沿第二表面朝第一表面方向延伸。

优选地，所述致密陶瓷层的厚度为0.05～0.1mm。

优选地，所述多孔陶瓷层的微孔孔隙率为40％～70％；和/或，所述多孔陶瓷层的微孔孔径为10～80μm。

优选地，所述致密陶瓷层的材质包括碳化硅、氮化铝、氧化铝或氧化锆中的至少一种。

优选地，所述致密陶瓷层未完全覆盖所述第一表面以形成多个用于释放烟油被雾化所生成的气溶胶的逸出部位。

采用本发明的以上电子烟雾化器，通过沿着雾化组件中多孔陶瓷层和致密陶瓷层的层叠方向，使烟油沿着层叠方向被浸润吸取和传导，从而大大提升了烟油的传导效率；并且雾化组件中发热元件印刷平整性和结合稳定性更好，消除了发热元件电阻浮动不稳、甚至断裂无法导电的问题，整体工作稳定性和寿命能得到明显提高。

本发明实施例还提出基于3D陶瓷层状打印技术制备上述雾化组件的制备方法，包括如下步骤：

分别以多孔陶瓷打印粉料和致密陶瓷打印粉料通过3D打印，获得包括多孔陶瓷驱体层和致密陶瓷驱体层相互层叠的陶瓷驱体；其中，所述多孔陶瓷打印粉料中含有造孔剂，致密陶瓷打印粉料中不含有造孔剂；

烧结所述陶瓷驱体，获得相互层叠的所述多孔陶瓷层和致密陶瓷层；

在所述致密陶瓷层与多孔陶瓷层相背的表面上，制备所述发热元件，即获得电子烟雾化组件。

优选地，3D打印所述多孔陶瓷驱体层的过程中，将打印设备喷墨装置的高度提升方向沿所述第一表面朝第二表面的相同或相反方向进行。

优选地，分别以所述多孔陶瓷打印粉料和致密陶瓷打印粉料通过3D打印，获得包括多孔陶瓷驱体层和致密陶瓷驱体层相互层叠的陶瓷驱体步骤包括：

获取衬底；

将所述致密陶瓷打印粉料于衬底的表面上进行3D打印，生成所述致密陶瓷驱体层；

将所述多孔陶瓷打印粉料于致密陶瓷驱体层表面上进行3D打印，获得所述陶瓷驱体；

烧结所述陶瓷驱体步骤之后、制备所述发热元件步骤之前，还包括：剥离衬底。

优选地，所述多孔陶瓷粉料包含多孔陶瓷主料和造孔剂；其中，

所述多孔陶瓷主料的粒径为10～50μm。

优选地，所述无孔陶瓷粉料的粒径为0.5～2μm。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是一实施例提出的电子烟雾化组件的结构示意图；

图2是图1所示电子烟雾化组件在雾化器中装配使用的示意图；

图3是另一实施例提出的电子烟雾化组件的结构示意图；

图4是又一实施例提出的电子烟雾化组件的结构示意图；

图5是又一实施例提出的电子烟雾化组件的结构示意图；

图6是一实施例电子烟雾化组件制备中打印生成致密陶瓷驱体层的示意图；

图7是在图6基础上进一步3D打印生成多孔陶瓷驱体层的示意图；

图8是图7实施例的陶瓷驱体烧结后印刷发热线路的示意图；

图9又一实施例电子烟雾化组件制备中3D打印生成多孔陶瓷驱体层的示意图；

图10在图9基础上进一步打印生成致密陶瓷驱体层的示意图；

图11是实施例制备的电子烟雾化组件中多孔陶瓷层的电镜扫描图；

图12是实施例制备的电子烟雾化组件中多孔陶瓷层和致密陶瓷层结合界面的电镜扫描图；

图13是现有混料烧结制备的多孔陶瓷体的电镜扫描图；

图14是一实施例提出的电子烟雾化器的结构示意图；

图15是另一实施例提出的电子烟雾化器的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。

本发明实施例提出的电子烟雾化组件，以图1实施例所示的多层结构为例进行说明，电子烟雾化组件包括依次层叠设置的多孔陶瓷层10、致密陶瓷层20、以及发热元件30。多孔陶瓷层10和发热元件30分别层叠设置在致密陶瓷层20的两个相对表面上。其中，

多孔陶瓷层10用于烟油吸取和传导；发热元件30通电后产生的热量，通过致密陶瓷层20作为介质传导至多孔陶瓷层10，从而对多孔陶瓷层10传导的烟油进行加热雾化。这一雾化组件所具有的多层结构中，致密陶瓷层20自身是致密的实心结构陶瓷，将发热元件30印刷在致密陶瓷层20上时线路更平整，无高低凹凸不平现象存在；同时发热元件30与致密陶瓷层20的结合性更强，电阻阻值的稳定性和均匀性有更高的保障，消除了发热元件30因线路凹凸不平导致电阻浮动不稳的跳阻、甚至断裂无法导电的问题，雾化器的整体工作稳定性和寿命能得到明显提高。

上述发热元件30可以是形成在致密陶瓷层20上的发热线路或发热膜，也可以是与该致密陶瓷层20烧结成一体结构的发热片、发热丝、发热网等。发热元件30的材料可以是具有适当阻抗的金属材料、金属合金、石墨、碳、导电陶瓷或其它陶瓷材料和金属材料的复合材料。适当的金属或合金材料包括镍、钴、锆、钛、镍合金、钴合金、锆合金、钛合金、镍铬合金、镍铁合金、铁铬合金、铁铬铝合金、钛合金、铁锰铝基合金或不锈钢等中的至少一种。作为其中一个实施例，发热元件30为发热线路层，在致密陶瓷层20上形成有一个或多个间隔分布的发热线路，发热线路的电阻材料可以选取具有特定电阻温度系数的金属或合金材料，例如正温度系数或负温度系数，这样发热线路既可以用来发热，又可以作为用来感测雾化组件实时温度的传感器。作为另一实施例，在致密陶瓷层20上至少形成有间隔分布在致密陶瓷层20表面上的第一发热线路和第二发热线路，第一发热线路和第二发热线路具有不同的电阻温度系数，第一发热线路用来发热，第二发热线路用来感测雾化组件的温度。

基于以上雾化组件采用的层叠结构，在图1的块状结构实施例基础上，其他变形实施方式中雾化组件的产品形状可以变化为致密陶瓷层20与发热元件30的形状适配(如图3所示)、圆柱状、圆筒状(如图4所示的径向截面形状，多孔陶瓷层10的外表面被配置为吸油面a、内表面被配置为雾化面b)、T字形、扇形(如图5所示)、甚至各种曲面弧形结构的电子烟雾化组件。

需要说明的是，陶瓷领域中，致密陶瓷即为实心的结构陶瓷，通常内部孔隙率低于3％，相比多孔陶瓷其内部无大量微孔。

以上结构的电子烟雾化组件在使用时，可以进一步参见图2所示的方式，在雾化器A内，将多孔陶瓷层10沿层叠方向的两个相对表面分别配置为吸油面a和雾化面b使用。具体在图2中，多孔陶瓷层10与致密陶瓷层20相对的表面能接受致密陶瓷层20传导的热量，因此配置为雾化面b；多孔陶瓷层10与致密陶瓷层20相背的表面为裸露表面，因此配置为吸油面a；使用时，将吸油面a与雾化器A中储油腔存储的烟油直接或间接接触，从而对烟油进行吸取(图2中所示为吸油面a直接伸入至储油腔内与烟油直接接触，在其他的变化实施方式中可以采用通过烟油传递孔道与储油腔内的烟油间接接触)；多孔陶瓷层10通过微孔的毛细浸润将吸油面a吸取的烟油传导至雾化面b上受热雾化，生成烟油气溶胶从多孔陶瓷层10侧面沿箭头P方向逸出；气溶胶的侧面逸出在于，多孔体产品的尺寸大多约4～8mm的长宽、孔隙率通常50％～80％，当雾化面b被致密陶瓷层20完全包覆时，气溶胶能从多个侧面顺畅逸出而不会大量在内部滞留。而发热元件30通电后产生的热量，以致密陶瓷层20作为介质沿着图示箭头R的方向传导至雾化面b上，为烟油雾化提供热量。

而在另一实施例图3所示的雾化组件工作时，热量沿着箭头R的方向从发热元件30通过致密陶瓷层20传导至雾化面b上对烟油进行雾化生成气溶胶；而由于致密陶瓷层20并无将雾化面b完全包覆，因此气溶胶具有更多的逸出部位，比如图3中箭头P所示的侧向逸出、以及从未被包覆的部位向下逸出。

实施中，多孔陶瓷层10中含有的微孔孔径控制10～80μm范围，孔隙率在40％～70％范围内可调，使其为孔径大小和结构均一的多孔结构。致密陶瓷层20优选采用厚度控制在0.05～0.1mm范围，并且优选采用导热性能高的陶瓷，使其更利于热量传导，从而保证传导至雾化面b上的温度满足烟油雾化的需求。

同时，基于现有更加精准的产品性质要求，以上实施中采用多孔陶瓷层10内的微孔大致是朝致密陶瓷层20方向延伸排布的，即大致具有从吸油面a朝雾化面b延伸排布的特点。通过这一种大致的方向一致性的特点，可以使得烟油在多孔陶瓷层10内的传导大致为直线传导，相比现有的无微孔方向性的多孔陶瓷体，能大大提升烟油的传导效率。微孔的大致方向一致性可以通过以下所描述的3D打印制备获得；或者是其他能形成多孔陶瓷微孔方向性的方式制备获得。

基于以上结构的电子烟雾化组件在烟油传导和雾化效率上所需的优良品质，本发明实施例提出以上多层结构的电子烟雾化组件采用基于3D层状陶瓷打印技术的制备方法。以下以图1实施例形状和结构的电子烟雾化组件制备为例进行说明，制备步骤包括：

S10，获取一衬底S，该衬底S用作后续陶瓷粉料3D打印的载体基材；

S20，在3D打印设备中，以图1实施例所示的多孔陶瓷层10和致密陶瓷层20的结构为3D打印模型，依次用不同的陶瓷粉料打印生成陶瓷驱体；具体，

S21，用3D打印设备以致密陶瓷打印粉料进行打印，在衬底S表面打印生成致密陶瓷驱体层20a，如图6所示；其中，致密陶瓷打印粉料不包含造孔剂；

S22，再以多孔陶瓷打印粉料进行打印，在致密陶瓷驱体层20a表面打印生成多孔陶瓷驱体层10a，如图7所示，即获得具有致密陶瓷驱体层20a和多孔陶瓷驱体层10a的陶瓷驱体；其中，多孔陶瓷打印粉料包含有造孔剂；

S30，将具有致密陶瓷驱体层20a和多孔陶瓷驱体层10a的陶瓷驱体进行第一次烧结处理；致密陶瓷驱体层20a和多孔陶瓷驱体层10a由于打印粉料不同，烧结之后则相应形成以上多孔陶瓷层10和致密陶瓷层20；其中，多孔陶瓷层10由多孔陶瓷驱体层10a烧结形成，致密陶瓷层20由致密陶瓷驱体层20a烧结形成。完成第一次烧结之后，各陶瓷层已经固化成型，则可以将衬底S剥离，使致密陶瓷层20表面裸露出来，用于后续进行发热元件30的制备；

S40，按照所需的发热元件30的形状，将发热材料通过丝网印刷工艺在致密陶瓷层20表面上形成发热线路30a，发热线路30a可以是间隔分布于致密陶瓷层20上的一个或多个，如图8所示；

S50，再将图8所示印刷有发热线路30a的陶瓷体进行第二次烧结，使发热线路30a烧结形成发热元件30，即获得图1所示的电子烟雾化组件。

细节实施中，步骤S10中采用的衬底S用于在进行3D打印时作为打印材料的承载基体，后续待陶瓷粉料烧结成型之后可以剥离去除。实施中衬底S选择能耐受烧结温度、且不会引起陶瓷层表面产生不良形变的耐温材料。比如衬底S可以采用钨钢片、耐高温玻璃片、铁镍合金片等等均可。同时，对获取的衬底S，进行3D打印之前还可以进行表面钝化处理，使表面应力降低，从而利于后续顺畅剥离。表面钝化处理的方式可以包括表面氧化、沉积惰性层等。

步骤S20体现的过程是以电子烟雾化组件产品中多孔陶瓷层10和致密陶瓷层20的层叠结构为打印模型，控制打印设备分别用不同的陶瓷粉料打印生成陶瓷驱体；具体，

步骤S21将不含有造孔剂的致密陶瓷打印粉料通过3D打印在衬底S上，形成致密陶瓷驱体层20a，后续烧结即形成致密陶瓷层20。基于致密陶瓷层20需要同时具备良好的致密性使印刷发热层30平整接合、以及良好的导热性实现对印刷发热层30的温度传导的性能，在该步骤实施中，致密陶瓷打印粉料优选采用热导率较高的硬质陶瓷材料，比如碳化硅或氮化铝等。

步骤S22进一步再控制打印设备的油墨喷头在Z轴高度方向上逐步提升高度，打印生成层叠的多孔陶瓷驱体层10a，后续烧结即为多孔陶瓷层10。该步骤中所采用的多孔陶瓷打印粉料含有造孔剂成分，用于在烧结时形成烟油传导的微孔。多孔陶瓷打印粉料的主料采用氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化铝中的一种或多种；同时根据所需制备的多孔陶瓷层30的性能要求，可以通过调整多孔陶瓷打印粉料中造孔剂的含量和颗粒尺寸大小，改变最终获得的多孔陶瓷层10的微孔孔隙率和孔径参数。实施中，优选在多孔陶瓷打印粉料中造孔剂所占体积分数为40％～70％；造孔剂的颗粒尺寸控制在10～80μm范围。造孔剂可以采用淀粉、木屑、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)微球、石墨粉中的至少一种。

基于在多孔陶瓷打印粉料和致密陶瓷打印粉料在烧结的过程中，不同元素系的陶瓷粉料，烧结时产生的烧蚀率/形变量一致性、烧结之后的结合性都不如同元素系的陶瓷粉料，因此在优选实施中采用多孔陶瓷打印粉料的陶瓷主料至少包含与致密陶瓷打印粉料同元素系的陶瓷粉料。比如，当致密陶瓷层材质选用氧化铝粉料制备时，对应多孔陶瓷层可以采用氧化铝/氮化铝等铝系陶瓷，或者用以上铝系陶瓷与其他的不同元素系(如氧化锆或碳化硅)等混合材质。

同时，根据致密陶瓷打印粉料和多孔陶瓷打印粉料烧结后形成的对象不同，致密陶瓷打印粉料优选采用0.5～2μm的粒径，使其具有更加致密平整的无孔结构形态；而多孔陶瓷打印粉料中的主料可以采用10～50μm的粒径，更利于配合造孔剂形成良好的多孔结构形态。

以上步骤S20打印完成之后，即可按照步骤S30将打印的陶瓷驱体进行第一次烧结，第一次烧结的过程可以采用通常陶瓷烧结方法进行：先从室温升温至600～1000℃，接着升温至1200～1500℃保温2～5h即可。

以上实施例采用的制备方法，通过3D打印、烧结制备的多孔陶瓷层10，相比通常混料、烧结的方式制备的多孔体，具有两个方面的优势；一方面陶瓷粉料是通过3D打印机的油墨喷头逐渐微量喷出，造孔剂分散度更加均匀，能提高后续烧结形成，能解决搅拌混料工艺条件限制引起的均匀性不足的缺陷；微孔的均匀度通过扫描电镜分析可以非常显著的看出。另一方面，由于打印设备进行3D打印的过程是按照设定的打印模型，在Z轴方向上逐步提升油墨喷头的打印高度逐层打印实现(如图7所示)；因此粉料从油墨喷头微量逐步喷出后，致孔剂在打印形成的驱体层中大致是沿着Z轴方向排布，烧结之后形成的微孔大致具有沿Z轴方向上延伸的方向性。因此，利用这一特点，按照如图2的配置方式，将多孔陶瓷层10的上表面配置为吸油面a使用，那么烟油在多孔陶瓷层10内的浸润传导大致是沿着Z轴方向进行，相比在混料烧结制备的无规微孔的多孔体中的浸润传导，具有更快的效率。

步骤S30烧结之后，剥离衬底使致密陶瓷层20的表面裸露出来，从而用于后续印刷发热线路30的制备。制备过程如步骤S40和S50所描述，将具有致密陶瓷层20和多孔陶瓷层30的陶瓷体按照图8所示，通过负压等方式固定在一工作台B上，在致密陶瓷层20的表面通过丝网印刷的方式形成发热线路30a，然后再整体置于煅烧炉中进行第二次烧结处理，即使发热线路30a烧结形成发热元件30。这里印刷发热线路30a所采用的材质可以是纯镍、镍铬合金、镍铁合金、铁铬合金、铁铬铝合金、钛合金或不锈钢等，制备中将这些材质的驱体粉末与烧结助剂均匀混合成浆料，然后按照所需的形状在致密陶瓷层20表面进行印刷、干燥、烧结即可。本次烧结的过程采用真空炉中以5～10℃/min的速率升温至800～1100℃后，保温0.5～4小时，本次烧结过程中真空度控制在1～0.01Pa，烧结之后即得到表面均匀、电阻合适的发热元件30。

以上发热元件30通过印刷方式在无微孔的致密陶瓷层20表面制备，发热元件30更平整、无高低凹凸不平现象存在。同时，制备的发热元件30与致密陶瓷层20的结合性更强，电阻阻值的稳定性和均匀性有更高的保障，不会出现电阻浮动不稳定甚至断裂的问题。

需要说明的是以上实施例的制备过程中，是将陶瓷体与印刷发热线路分两次烧结的方式进行；而不采用将具有致密陶瓷驱体层20a和多孔陶瓷驱体层10a的陶瓷驱体直接剥离衬底S、再印刷上发热线路30a后进行一并烧结。分两次烧结的目的是保证通过第一次烧结使致密陶瓷驱体层20a形成致密陶瓷层20后表面结构固化为平整致密形态，那么后续发热线路30a第二次烧结时，不会存在同时烧结时致密陶瓷驱体层20a自身表面烧蚀形变而引起发热元件30凹凸形变的问题；从而可以防止采用一并烧结的做法时，致密陶瓷驱体层20a形成致密陶瓷层20的过程会产生自身表面烧蚀形变，而影响发热元件30的平整性和结合性。

进一步在实施中，步骤S20决定3D打印设备打印过程的打印模型，是根据最终所需的电子烟雾化组件形状进行设计的。以最终所需的电子烟雾化组件形状为基础，通过3D打印软件程序编程，可设计出各种含有上述层级结构吻合的3D打印模型。

而在图1实施例的打印模型之外，在其他更多的雾化组件形状需求时，制备时对应调整打印模型控制打印设备进行3D打印制备陶瓷驱体即可。而在这些更多样的雾化组件形状制备时，需要保持3D打印方向的Z轴方向为多孔陶瓷层10与致密陶瓷层20的层叠方向一致，以保证最终生成的多孔陶瓷层10内的微孔方向具有沿层叠方向的一致性。比如，当制备图4所示的环状雾化组件时，3D打印过程则可以采用一筒状衬底作为载体，然后沿着径向方向用不同的陶瓷粉料分别在筒状衬底上打印生成相互层叠的致密陶瓷驱体层20a和多孔陶瓷驱体层10a，后续烧结后的多孔陶瓷层10具有沿径向方向的大致方向一致性。按照这一方向性分别将多孔陶瓷层10的相对表面配置为吸油面a和雾化面b使用，则能提升烟油传导和雾化效率。

进一步，以上步骤S20实施中层叠打印次序采用的是最优选的次序，先在衬底S上先打印致密陶瓷驱体层20a，再层叠打印多孔陶瓷驱体层10a。致密陶瓷驱体层20a的一表面始终结合于衬底S上，后续第一次烧结时，衬底S可以起到表面模型的作用，最大化地减低在烧结的过程致密陶瓷驱体层20a表面的烧蚀形变，从而保证表面的平整；而在后续印刷发热元件30时，高的表面平整性能更加利于提升发热元件30的结合性和平整稳定性。而相比这一优选的打印次序，在其他变形实施例中，可以采用将以上次序颠倒的方式进行，采用：

S21，先以含有造孔剂成分的多孔陶瓷打印粉料在衬底S上进行3D打印，形成多孔陶瓷驱体层10a，如图9所示；

S22，再以不含造孔剂成分的致密陶瓷打印粉料在多孔陶瓷驱体层10a上继续打印，生成层叠的致密陶瓷驱体层20a，如图10所示，即获得陶瓷驱体；

S30，将步骤S22的陶瓷驱体进行第一次烧结，然后将衬底S从烧结形成的多孔陶瓷层10上进行剥离。

采用这一次序打印烧结的陶瓷体，相比前一优选打印次序，致密陶瓷层20的表面平整度略有降低，但相比多孔陶瓷层10的粗糙表面仍具有非常大的提升；后续再印刷制备发热元件30时也具有结合性和稳定性的良好提升。

为了使本发明以上电子烟雾化组件的制备方法的细节更利于本领域技术人员的理解和实施，以及突出本案制备的电子烟雾化组件在性能和品质进步性效果，以下通过具体的实施例来对以上方法的内容进行举例说明。

实施例1

S10，选取一表面平整的钨钢片作为衬底S；

S21，将经过球磨处理获得的平均粒径1μm的氧化铝粉末作为致密陶瓷打印粉料，加入2wt％的打印喷粘剂(市售购买)混匀，按照图6所示在衬底上3D打印生成0.08mm的致密陶瓷驱体层20a；

S22，将平均粒径20μm的等比碳化铝和氧化铝粉，按照体积比1:1与30μm的PMMA微球混合后作为多孔陶瓷打印粉料，再加入2wt％的打印喷粘剂(市售购买)混匀，按照图7的模型在致密陶瓷驱体层20a上继续3D打印生成的5mm厚度的多孔陶瓷驱体层10a，即获得打印模型；

S40，将步骤S30打印生成的含有打印模型的衬底S于煅烧炉中先从室温升温至800℃，接着升温至1200℃保温3h即可；烧结之后取出，将钨钢片衬底S剥离，即获得含有多孔陶瓷层10和致密陶瓷层20的陶瓷体；

S50，按照图8所示的方式通过负压将步骤S40的陶瓷体固定在工作台B上，然后将纯镍金属粉与购买的烧结助剂(90％左右为松油醇、5％左右为乙基纤维素，其余为厂家自行补充添加的功能助剂)混合成混合浆料；通过丝网印刷的方式形成发热线路30a，烘干片刻；

S60，将步骤S50获得的含有发热线路30a的陶瓷体置于真空炉中烧结，烧结过程中10℃/min的速率升温至1000℃后，保温2小时，取出即为图1实施例所示的电子烟雾化组件。

为了验证本发明实施例中制备的电子烟雾化组件微观品质，采用对其各截面进行电镜分析，结果如图11～12所示。图11为实施例1制备的电子烟雾化组件中多孔陶瓷层10的电镜分析图。为了与现有的混料烧结的多孔陶瓷进行孔隙品质对比验证效果，将图11与市售购买的混料制备的多孔陶瓷的电镜扫描图13进行对比；对比可以看出，图11的多孔陶瓷层10的孔隙相比图13更细且更加均匀。

同时，图12为多孔陶瓷层10以及致密陶瓷层20接合界面的电镜分析图，左半部分为多孔陶瓷层10、右半部分为致密陶瓷层20，从图12中可以看出，致密陶瓷层20裸露表面上基本均匀平整，不会造成印刷线路高低凹凸不平现象。

并且按照阻值1.5欧姆的镍片设计发热元件30，分别用上述实施例1的步骤、以及现有混料烧结再印刷的步骤作为对比组，制备含有致密陶瓷层20的雾化组件、以及无致密陶瓷层20的雾化组件，进行品质对比。分别制备样品50个，测量烧结的、以及通电循环使用100次后的发热元件30的电阻情况，对比结果如下表：

	样品数	烧结后的电阻值	循环100次后的电阻值
				实施例1	50	1.54±0.21欧	1.7～2.1欧(断裂/脱落0个)
对比组	50	1.62±0.44欧	2.6～3.4欧(断裂/脱落4个)

测试的结果中，本发明实施例中添加致密陶瓷层20作为载体的发热元件30，具有更好的电阻阻值稳定性和寿命。

以实施例1为基础，在制备方式相同的情形下，技术人员可以根据需要，调整采用更多的材料种类和粉料细度，制备更多微观结构相似而孔隙率/孔径大小不同的电子烟雾化组件。

在本发明以上电子烟雾化组件的基础上，本发明还提出一种电子烟雾化器，在一个实施例中电子烟雾化器的结构可以参见图14所示，包括其包括有一下端敞口的中空外壳体100，外壳体100内具有轴向设置的烟气通道110，从图中可以进一步看出，该烟气通道110下端与雾化腔320连通、上端用于与吸嘴600连通，从而将内部雾化组件产生的烟油气溶胶输出至外壳体100上端的吸嘴600而供吸食。烟气通道110的外壁与外壳体100内壁之间形成用于储存烟油的储油腔120。

外壳体100内还安装有位于储油腔120下端的硅胶座300，该硅胶座300主要是用于封闭储油腔120防止烟油泄漏，另一方面可以作为载体提供雾化组件200安装的基座。

外壳体100的敞口端还设置有一端盖400，该端盖400与硅胶座300之间形成有一雾化腔320，该雾化腔320被配置为用于安装雾化组件200后进行烟油雾化的空间；从图中可以看出，在这一实施例中雾化组件200采用的是图1实施例所示的雾化组件；对应硅胶座300内开设有用于将烟油从储油腔传导至雾化组件200上的导油孔310，该导油孔310一端与储油腔120连接、另一端与雾化组件200的吸油面连接。同时端盖400上还安装有一对电极柱500，分别作为正负极与发热元件30两端的电极连接部电性连接，从而为发热元件30供电。

如图14所示，雾化器工作时，烟油从储油腔120沿着箭头R1的方向，通过导油孔310传输至雾化组件200的吸油面a上，进一步通过多孔陶瓷层10的微孔传导至雾化面b上，被雾化生成烟油气溶胶后逸出至雾化腔320内；气流循环过程则为，用户吸食烟气通道110上端的吸嘴600产生的负压，从而带动外部气流按照箭头R2的方向从下端进入至雾化腔320、再雾化腔320内的烟油气溶胶一同进入烟气通道110内、最后沿箭头R3的方向输出至上端的吸嘴600处被吸食，形成完整的气流循环。

基于以上雾化组件可以具有多种变形设计的形状区别，本发明还提出一种采用图4实施例的雾化组件的电子烟雾化器的变形实施例，该实施例的电子烟雾化器的结构参见图15所示；包括有下端为敞口的中空外壳体100，外壳体100下端还设置有与下端敞口盖合的端盖400；外壳体100与端盖400盖合之后的内部空间用于安装储油和雾化等功能组件。

具体在图15中，外壳体100内设有用于储存烟油的储油腔120；同时在储油腔120内安装有一竖直设置的中空柱状雾化组件200(图中所示为图4实施例的雾化组件轴向方向的剖面示意图)；雾化组件200为中空柱状形状，内部具有轴向的通孔210。根据之前对图4实施例雾化组件的雾化原理描述，烟油按照箭头R4由雾化组件200的径向方向从侧面吸收后被传导至雾化组件200内被雾化，产生的烟油气溶胶会从内部的通孔210逸出。

针对这一结构，在端盖400上设置对应于通孔210的进气口，同时外壳体100内设置与通孔210连通的烟气通道110，并且在烟气通道110的顶端口设置吸嘴600。同时将进气口、通孔210、烟气通道110依次衔接，组成完整的气流通道；工作时的气流流动如图15的箭头R5所示，通过吸吮吸嘴600产生的负压，带动外部空气从端盖400的进气口进入通孔210内，然后携带通孔210内的烟油气溶胶沿进入烟气通道110，直至输出到吸嘴600处被吸食。

采用本发明的以上电子烟雾化器，通过沿着雾化组件中多孔陶瓷层和致密陶瓷层的层叠方向，使烟油沿着层叠方向被浸润吸取和传导，从而大大提升了烟油的传导效率；并且雾化组件中发热元件印刷平整性和结合稳定性更好，消除了发热元件电阻浮动不稳、甚至断裂无法导电的问题，雾化器的整体工作稳定性和寿命能得到明显提高。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种电子烟雾化器，包括用于存储烟油的储油腔、以及用于从储油腔吸取烟油并进行加热雾化的雾化组件；其特征在于，所述雾化组件包括层叠设置的多孔陶瓷层和致密陶瓷层；所述致密陶瓷层与多孔陶瓷层相背的表面设置有发热元件；

所述多孔陶瓷层具有与致密陶瓷层相对的第一表面以及与该第一表面相背的第二表面，所述致密陶瓷层接合于所述第一表面的至少一部分上；所述第二表面被配置为与烟油接触的吸油面。

2.如权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述多孔陶瓷层内的微孔大致为沿第二表面朝第一表面方向延伸。

3.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述致密陶瓷层的厚度为0.05～0.1mm。

4.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述多孔陶瓷层的微孔孔隙率为40％～70％；和/或，所述多孔陶瓷层的微孔孔径为10～80μm。

5.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述致密陶瓷层的材质包括碳化硅、氮化铝、氧化铝或氧化锆中的至少一种。

6.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述致密陶瓷层未完全覆盖所述第一表面以形成多个用于释放烟油被雾化所生成的气溶胶的逸出部位。

7.如权利要求1所述的雾化组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别以多孔陶瓷打印粉料和致密陶瓷打印粉料通过3D打印，获得包括多孔陶瓷驱体层和致密陶瓷驱体层相互层叠的陶瓷驱体；其中，所述多孔陶瓷打印粉料中含有造孔剂，致密陶瓷打印粉料中不含有造孔剂；

烧结所述陶瓷驱体，获得相互层叠的所述多孔陶瓷层和致密陶瓷层；

在所述致密陶瓷层与多孔陶瓷层相背的表面上，制备所述发热元件，即获得电子烟雾化组件。

8.如权利要求7所述的电子烟雾化组件的制备方法，其特征在于，3D打印所述多孔陶瓷驱体层的过程中，将打印设备喷墨装置的高度提升方向沿所述第一表面朝第二表面的相同或相反方向进行。

9.如权利要求7或8所述的雾化组件的制备方法，其特征在于，分别以所述多孔陶瓷打印粉料和致密陶瓷打印粉料通过3D打印，获得包括多孔陶瓷驱体层和致密陶瓷驱体层相互层叠的陶瓷驱体步骤包括：

获取衬底；

将所述致密陶瓷打印粉料于衬底的表面上进行3D打印，生成所述致密陶瓷驱体层；

将所述多孔陶瓷打印粉料于致密陶瓷驱体层表面上进行3D打印，获得所述陶瓷驱体；

烧结所述陶瓷驱体步骤之后、制备所述发热元件步骤之前，还包括：剥离衬底。

10.如权利要求7或8所述的雾化组件的制备方法，其特征在于，所述多孔陶瓷粉料包含多孔陶瓷主料和造孔剂；其中，

所述多孔陶瓷主料的粒径为10～50μm。

11.如权利要求7或8所述的雾化组件的制备方法，其特征在于，所述致密陶瓷打印粉料的粒径为0.5～2μm。