CN112493556A - 发热体及其制备方法、雾化器和电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发热体及其制备方法、雾化器和电子装置。该发热体多孔陶瓷基体和发热件,多孔陶瓷基体为碳化硅多孔陶瓷基体,多孔陶瓷基体的导热系数在0.3W/(m·K)以上,以质量份数计,制备多孔陶瓷基体的原料包括:10份~50份的SiC、10份~30份的玻璃粉和15份~30份的造孔剂;发热件位于多孔陶瓷基体上,包括发热部和与发热部电连接的连接部。上述发热体能够改善高粘度烟油在雾化时容易出现焦味的问题。
Description
技术领域
本发明涉及雾化器技术领域,特别是涉及一种发热体及其制备方法、雾化器和电子装置。
背景技术
电子烟是一种香烟的替代品,具有无焦油、低尼古丁含量的优点。目前,电子烟主要分为两种类型,一种是蒸汽式电子烟,通过加热烟液产生烟雾;另一种是加热不燃烧电子烟,通过控制温度使得烟草产生烟雾但不发生燃烧。
蒸汽式电子烟采用的是液态的烟油,烟油主要包含丙三醇(VG)、丙二醇(PG)、尼古丁和香精等成分,不同的烟油由于成分的不同而粘度差异较大。然而,对于高粘度烟油,由于粘度大、流动性差而雾化较为困难,容易出现焦味。
发明内容
基于此,有必要提供一种发热体,该发热体能够改善高粘度烟油在雾化时容易出现焦味的问题。
一种发热体,包括:
多孔陶瓷基体,所述多孔陶瓷基体为碳化硅多孔陶瓷基体,所述多孔陶瓷基体的导热系数在0.3W/(m·K)以上,以质量份数计,制备所述多孔陶瓷基体的原料包括:10份~50份的SiC、10份~30份的玻璃粉和15份~30份的造孔剂;及
发热件,位于所述多孔陶瓷基体上,包括发热部和与所述发热部电连接的连接部。
上述发热体通过将多孔陶瓷基体设置为导热系数在0.3W/(m·K)以上的碳化硅多孔陶瓷基体,使得多孔陶瓷基体上的发热件所产生的热量能够被快速传递到多孔陶瓷基体上而非集中在发热件上,从而使得发热件周围的热量均匀分布,进而使得烟油在被雾化时不容易出现焦味;并且由于多孔陶瓷基体的导热系数高,多孔陶瓷基体靠近发热件的区域的热量能够快速传递到多孔陶瓷基体远离发热件的区域,使得多孔陶瓷基体的温度迅速提高,进而可以降低多孔陶瓷基体中的烟油的粘度而增强多孔陶瓷基体的导液效果,能改善由于烟油的粘度高而传统的多孔陶瓷基体的导液效果有限所引起的发热体干烧,容易出现焦味或呛喉咙的问题。
中一个实施例中,所述多孔陶瓷的导热系数为0.3W/(m·K)~5W/(m·K)。
在其中一个实施例中,所述多孔陶瓷基体的孔隙率为40%~70%,所述多孔陶瓷基体的气孔的孔径为12μm~30μm。
在其中一个实施例中,所述多孔陶瓷体基体为中空结构,所述多孔陶瓷基体的中空部位形成流体通道,所述发热部内嵌于所述多孔陶瓷基体中且靠近所述流体通道。
在其中一个实施例中,所述多孔陶瓷基体呈中空的圆管状,所述多孔陶瓷基体的内径为5mm~2.5mm;
及/或,所述多孔陶瓷基体的外径为2.5mm~5.5mm;
及/或,所述多孔陶瓷基体的厚度为0.5mm~5mm。
在其中一个实施例中,所述发热部靠近所述流体通道的通道壁并绕所述通道壁呈螺旋状分布,螺距为0.3mm~5mm。
在其中一个实施例中,所述发热部呈等距螺旋状。
在其中一个实施例中,所述发热部包括两根发热丝,所述发热丝的横截面为圆形,两根所述发热丝的间隔距离为所述发热丝的直径的0倍~4倍。
在其中一个实施例中,所述发热丝的直径为0.1mm~0.3mm。
在其中一个实施例中,所述连接部为两个,两个连接部分别与所述发热部电连接,两个连接部与所述多孔陶瓷基体的外周面相交而形成两个交点,两个所述交点的连线与所述多孔陶瓷基体的中心轴相交。
一种发热体的制备方法,包括以下步骤:
将制备多孔陶瓷基体的原料混合,制备混合料,以质量份数计,制备所述多孔陶瓷基体的原料包括:10份~50份的SiC、10份~30份的玻璃粉和15份~30份的造孔剂;及
将所述混合料与发热件一起按照预设形状成型后,排胶及烧结,制备发热体;其中,所述发热件包括发热部和与所述发热部电连接的连接部,所述发热部位于所述多孔陶瓷基体上,所述多孔陶瓷基体的导热系数在0.3W/(m·K)以上。
在其中一个实施例中,制备所述多孔陶瓷基体的原料还包括助剂,所述助剂包括Al2O3、硅藻土及粘土中的至少一种;所述Al2O3质量份数为5份~25份;及/或,所述硅藻土的质量份数为5份~15份;及/或,粘土的质量份数为2份~15份。
在其中一个实施例中,以质量份数计,制备所述多孔陶瓷基体的原料包括:20份~30份的SiC、5份~25份的Al2O3、5份~15份的硅藻土、10份的粘土、20份的玻璃粉及20份的造孔剂。
在其中一个实施例中,所述造孔剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉、聚苯乙烯、碳粉、石墨中的至少一种。
一种碳化硅多孔陶瓷,所述碳化硅多孔陶瓷的导热系数在0.3W/(m·K)以上,孔隙率为40%~70%,气孔孔径为12μm~30μm;以质量份数计,制备所述碳化硅多孔陶瓷的原料包括:10份~50份的SiC、10份~30份的玻璃粉和15份~30份的造孔剂。
一种雾化器,包括:
储液腔,用于储存液体;及
发热体,用于吸取所述储液腔中的液体,并将所述液体雾化,所述发热体为上述的发热体或上述的发热体的制备方法制得的发热体。
一种电子装置,包括电源及上述的雾化器。
附图说明
图1为一实施方式的发热体的立体图;
图2为图1所示的发热体的拆解图
图3为图1所示的发热体的正视图;
图4为图3的发热体沿A-A线的剖面图;
图5为另一实施方式的发热体的俯视图。
附图标记:
10、发热体;110、多孔陶瓷基体;120、发热件;111、入液面;113、通道壁;130、流体通道;121、发热部;123、连接部;121a、发热丝。
20、发热体;210、多孔陶瓷基体;223、连接部。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
本发明一实施方式提供了一种雾化器,该雾化器包括用于储存液体(例如烟油)的储液腔和用于吸取储液腔中的液体并将该液体雾化的发热体10。可选地,雾化器为蒸汽式电子雾化器。
具体地,请参阅图1~图4,发热体10包括多孔陶瓷基体110和发热件120,多孔陶瓷基体110用于吸取储液腔中的液体,发热件120用于将多孔陶瓷基体110吸取的液体雾化。多孔陶瓷基体110上具有入液面111,入液面111靠近储液腔的出口。在雾化时,储液腔中的液体从储液腔的出口流出后,经多孔陶瓷基体110的入液面111进入多孔陶瓷基体110内部,并经发热件120加热而使得从储液腔流出的液体被雾化,以供吸食。
具体地,多孔陶瓷基体110为碳化硅多孔陶瓷基体110,多孔陶瓷基体110的导热系数在0.3W/(m·K)以上。需要说明的是,本文中用“以上”限定的数值包括本数,例如,2以上是指大于或等于2。制备碳化硅多孔陶瓷的原料易得,且多孔陶瓷基体110的导热系数在0.3W/(m·K)以上时,由发热件120所产生的热量能够被快速传递到多孔陶瓷基体110上而非一直集中在发热件120上,从而使得发热件120周围的热量均匀分布,进而雾化时不容易出现焦味;并且,由于多孔陶瓷基体110的导热系数高,多孔陶瓷基体110靠近发热件120的区域的热量能够快速传递到多孔陶瓷基体110远离发热件120的区域,使得多孔陶瓷基体110的温度迅速提高,进而可以降低多孔陶瓷基体110中的烟油的粘度而增强多孔陶瓷基体110的导液效果,解决了由于烟油的粘度高而传统的多孔陶瓷基体的导液效果有限而引起的发热体干烧、容易出现焦味或呛喉咙的问题。
在其中一个实施例中,多孔陶瓷基体110的导热系数为0.3W/(m·K)~5.0W/(m·K)。可选地,多孔陶瓷基体110的导热系数为0.5W/(m·K)、0.7W/(m·K)、1W/(m·K)、2W/(m·K)、3W/(m·K)或5W/(m·K)。进一步地。多孔陶瓷基体110的导热系数为0.7W/(m·K)~5W/(m·K)。
在本实施方式中,多孔陶瓷基体110的孔隙率为40%~70%,多孔陶瓷基体110的气孔的孔径为12μm~30μm,多孔陶瓷基体110的强度为5MPa~20MPa。将孔隙率和气孔的直径按照上述设置,便于多孔陶瓷基体110吸取储液腔中的液体。进一步地,多孔陶瓷基体110的孔隙率为50%~70%,多孔陶瓷基体110的气孔的孔径为18μm~25μm。可以理解的是,在其他实施方式中,多孔陶瓷基体110的孔隙率、气孔孔径及强度均不限于上述,可以根据实际需要进行调整,只要在孔隙率、气孔孔径及强度调整之后,多孔陶瓷基体110的导热系数仍在0.3W/(m·K)以上即可。
请参阅图2和图4,多孔陶瓷基体110为中空的圆管状,多孔陶瓷基体110中部的部位形成流体通道130,流体通道130供流体流动。在图2所示的实施例中,入液面111为圆管状多孔陶瓷基体110的外周面,流体通道130供液体被雾化后形成的气溶胶流动。储液腔中的液体从储液腔流出后,从多孔陶瓷基体110的外周面进入孔陶瓷基体内部,并与设置在孔陶瓷基体内的发热件120接触而被雾化成烟雾,然后从多孔陶瓷基体110的内周面释放,以供吸食。
在本实施方式中,多孔陶瓷基体110的内径(图4中的r1)1.5mm~2.5mm;及/或,多孔陶瓷基体110的外径(图4中的r2)为2.5mm~5.5mm;及/或,多孔陶瓷基体110的厚度(外半径与内半径的差值,图4中的d)为0.5mm~1.5mm。多孔陶瓷基体110的内径为1.5mm~2.5mm时,可以使用户抽吸时的吸阻更接近抽吸传统的香烟时的吸阻;多孔陶瓷基体110的厚度为0.5mm~1.5mm时,可以使得位于入液面111上的液体被预热至约50摄氏度,从而提高其在多孔陶瓷基体110中的流动性,使得雾化器在雾化高粘度的液体时不容易出现焦味。进一步地,多孔陶瓷基体110的内径1.5mm~2.3mm;及/或,多孔陶瓷基体110的外径为2.5mm~5.5mm;及/或,多孔陶瓷基体110的厚度为1mm~1.5mm。当然,可以理解的是,在其他实施例中,多孔陶瓷基体110的内径、外径及厚度不限于上述,还可以根据实际情况进行调整。
当然,在其他一些实施例中,流体通道130也可以供储液腔中的液体流动。此时,储液腔中的液体从储液腔流出后,从多孔陶瓷基体110的内周面进入多孔陶瓷基体110内部,并与设置在孔陶瓷基体内的发热件120接触而被雾化成烟雾,并从多孔陶瓷基体110的外周面释放,以供吸食。
此外,在其他实施方式中,多孔陶瓷基体110的形状不限于中空的圆管状,还可以是非中空结构,在多孔陶瓷基体110上无流体通道130。例如,多孔陶瓷基体110可以是柱状、块状、半球状等,此时,只要多孔陶瓷基体110能起导液作用,使得储液腔中的液体可以从多孔陶瓷基体110的一侧流向另一侧即可。当然,此时的发热件120靠近多孔陶瓷基体110流出液体的一侧设置。
请参阅图2~图4,发热件120位于多孔陶瓷基体110上,发热件120包括发热部121和与发热部121电连接的连接部123。发热部121用于发热;连接部123用于连接发热部121和电源,以便于电源为发热部121供电。在图4所示的实施例中,发热部121完全嵌于多孔陶瓷基体110内。将发热部121完全嵌于多孔陶瓷基体110内,可以使得多孔陶瓷基体110更快地获得更多的热量,利于高粘度的液体在多孔陶瓷基体110中的流动,也使得由发热部121产生的热量能够充分被利用,提高了发热部121产生的热量的利用率。当然,在其他一些实施例中,发热部121也可以部分嵌入多孔陶瓷基体110内或者设置在多孔陶瓷基体110的表面上。例如发热部121位于多孔陶瓷基体110的内周面上,此时,流经多孔陶瓷基体110的液体在多孔陶瓷基体110的内周面上被雾化。
更具体地,多孔陶瓷基体110具有通道壁113,发热部121靠近多孔陶瓷基体110的通道壁113并绕通道壁113呈螺旋状分布。进一步地,螺距(图4中的p)为0.3mm~1.5mm;及/或,发热部121的高度(图4中的h)为5.0mm~7.0mm;及/或,发热部121的圈数为3圈~8圈。当螺距为0.3mm~1.5mm时,能够使得位于相邻两圈间的陶瓷上的温度一致,进而使得用于雾化液体的区域的温度分布均匀,且提高了热量的利用率。更进一步地,发热部121呈等间距螺旋状。当然,在其一些实施例中,发热部121的形状不限于螺旋状,还可以是其他形状,例如,片状、条状、S状及U状中的至少一种。
更具体地,发热部121包括发热丝121a,发热丝121a靠近多孔陶瓷基体110的通道壁113并绕通道壁113呈螺旋状分布。在一个可选地具体示例中,发热部121包括一根发热丝121a(即单丝)。此时,发热丝121a的螺距为1mm~1.5mm;发热丝121a的横截面为圆形,发热丝121a的直径为0.15mm~0.25mm。更进一步地,发热丝121a呈等间距螺旋状。在另一个可选地具体示例中,发热部121包括多根间隔设置的发热丝121a,发热丝121a的横截面为圆形,发热丝121a的直径为0.1mm~0.2mm,相邻发热丝121a的间隔距离为发热丝121a的直径的0倍~4倍。将相邻发热丝121a的间隔距离设为发热丝121a的直径的0倍~4倍,可以使得相邻发热丝121a不会因为间距太近而使相邻的发热丝121a碰触在一起,进而导致发热丝121a局部电阻不一致,也不会因为距离过宽而减慢发热丝121a的升温速度(相邻发热丝121a间的间隔过宽则相当于单丝的升温速度)。
在图4所示的实施例中,发热丝121a为两根(即双丝),两根发热丝121a平行间隔,发热丝121a的横截面为圆形,发热丝121a的横截面与多孔陶瓷基体110的内周面相切。两根发热丝121a的直径为0.1mm~0.2mm,两根发热丝121a的间隔距离为发热丝121a的直径的0倍~4倍。双丝平行间隔,雾化面积大,温度分布均匀。当然,在其他实施例中,发热丝121a只要靠近多孔陶瓷基体110中的液体的流出区域(例如,图3的多孔陶瓷基体110的通道壁113)设置即可。发热丝121a的横截面也不限于圆形,还可以是其他形状。
请参阅图2,连接部123为引线。当发热部121包括一根发热丝121a时,发热丝121a的两端与引线连接后与电源连接,以形成电流回路。当发热部121包括多根发热丝121a时,各发热丝121a的两端与引线连接后与电源连接,以形成电流回路,其中,各发热丝121a并联连接。在图2所示的实施例中,连接部123一部分位于多孔陶瓷基体110内,另一部分穿过多孔陶瓷基体110的外周面并向远离多孔陶瓷基体110的外周面延伸。当然,在其他实施例中,连接部123从多孔陶瓷基体110穿出的位置不限于多孔陶瓷基体110的外周面,也可以是多孔陶瓷基体110的端面。进一步地,引线与发热丝121a的连接处位于发热丝121a的端面的中心,以使发热丝121a的弹性回复力较小。
可以理解的是,在本实施方式范围内的多孔陶瓷基体110的导热系数,可以通过制备多孔陶瓷基体110的原料中碳化硅的含量和制备的多孔陶瓷基体110的孔隙率进行调整,进而控制发热体10的导热效果,调节烟雾量。
具体地,以质量份数计,制备多孔陶瓷基体110的原料包括:10份~50份的SiC、10份~30份的玻璃粉和15份~30份的造孔剂。
具体地,造孔剂选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、淀粉、聚苯乙烯、碳粉、石墨中的至少一种。当然,在其他实施例中,造孔剂不限于上述,还可以是其他可以作为造孔剂的物质。
在一些实施例中,制备多孔陶瓷基体110的原料还包括助剂,助剂包括Al2O3、硅藻土及粘土中的至少一种。具体地,Al2O3质量份数为5份~25份;及/或,硅藻土的质量份数为5份~15份;及/或,粘土的质量份数为2份~15份。在一个可选的具体示例中,助剂包括Al2O3、硅藻土及粘土,Al2O3质量份数为5份~25份,硅藻土的质量份数为5份~15份,粘土的质量份数为2份~15份。通过上述SiC、玻璃粉、造孔剂和助剂的相互配合,使得在制备发热体10的过程中,经凝胶注模成型或注塑成型工艺而得到的湿胚在经干燥和排胶后,不容易开裂,提高了制备发热体10的良率。
进一步地,以质量份数计,制备多孔陶瓷基体110的原料包括:15份~35份的SiC、5份~25份的Al2O3、5份~15份的硅藻土、8份~12份的粘土、18份~25份的玻璃粉及18份~25份的造孔剂。更进一步地,以质量份数计,制备多孔陶瓷基体110的原料包括:20份~30份的SiC、5份~25份的Al2O3、5份~15份的硅藻土、10份的粘土、20份的玻璃粉及20份的造孔剂。
当然,由于成型工艺的不同,在一些实施例中,制备多孔陶瓷基体110的原料也有差别。例如,凝胶注模成型需要将制备多孔陶瓷基体110的原料制成浆料,需要添加溶剂、有机单体、分散剂等。又例如,在挤出成型或注塑成型需要将制备多孔陶瓷基体110的原料制成塑性料,需要添加溶剂、增塑剂、粘结剂等。
在本实施方式中,发热部121的材料为镍铬合金(NiCr)或铁铬铝合金(FeCrAl)。当然,在其他实施方式中,发热部121的材料不限于上述,还可以是其他可以用于电发热的材料。
本发明一实施方式还提供了一种上述发热体的制备方法,具体地,该制备方法包括步骤a~步骤c:
步骤a:将制备多孔陶瓷基体的原料混合,制备混合料。
在本实施方式中,将制备多孔陶瓷基体的原料混合的方式为搅拌混合。制备多孔陶瓷基体的原料如上述,此处不再赘述。
步骤b:将混合料与发热件一起按照预设形状成型,制备胚体。
在本实施方式中,成型工艺为凝胶注模成型。具体地,将发热件按照预设位置置于模具中,然后将除气后的混合料注入模具;在一定的催化、温度条件下,混合料中的有机单体聚合形成凝胶而形成湿胚;接着将湿胚从模具中脱模后干燥,得到干胚,即胚体。在一个可选地具体示例中,在0~10MPa压力下成型。干燥的温度为70℃~85℃。模具的尺寸根据预设形状设计;发热件的形状和尺寸如上述,此处不再赘述。
虽然传统的凝胶注模成型工艺对陶瓷粉末的适应能力强,成型周期短、湿胚和干胚的强度高,胚体和烧结体的性能均匀性好且操作简便,但采用传统的凝胶注模成型工艺后,后续的干燥及排胶过程中容易产生裂纹,而在使用上述制备多孔陶瓷胚体的原料的凝胶注模成型工艺后,可以使得后续的干燥及排胶的过程中不容易产生裂纹。
步骤c:将胚体进行排胶及烧结,制备发热体。
具体地,在600℃~900℃空气条件下排胶4~20h,在800℃~1200℃真空条件下进行烧结0.5~3h,制备发热体。进一步地,在650℃~850℃空气条件下排胶4~20h,在1000℃~1200℃真空条件下进行烧结0.5~3h,制备发热体。
上述发热体的制备方法操作简便,且成型周期短,干燥及排胶的过程中不容易出现裂纹,良率高。按照上述发热体的制备方法制得的发热体的多孔陶瓷基体的导热系数在0.3W/(m·K)以上,孔隙率为40%~70%,气孔的孔径为12μm~30μm,硬度为5MPa~20MPa;并且,在雾化过程中,按照上述发热体的制备方法制得的发热体的多孔陶瓷基体的温度比传统的二氧化硅发热体的温度高10℃~50℃,具有预热液体的效果,使得高粘度液体在雾化时不容易由于在多孔陶瓷基体中流通不畅而出现焦味。
请参阅图5,本发明一实施方式还提供了另一种发热体20,发热体20与发热体10的结构大致相同,其不同在于,两个连接部223与多孔陶瓷基体210的外周面相交而形成两个交点,两个交点的连线与多孔陶瓷基体210的中心轴线相交。也即是,两个连接部223与多孔陶瓷基体210的外周面的交点在多孔陶瓷基体210的端面上的正投影,与多孔陶瓷基体210的端面的中心共线。
此外,本发明一实施方式还提供一种碳化硅多孔陶瓷,该碳化硅多孔陶瓷的导热系数在0.3W/(m·K)以上,孔隙率为40%~70%,气孔孔径为12μm~30μm;该碳化硅多孔陶瓷可应用于制备上述发热体的多孔陶瓷基体。进一步地,导热系数为0.3W/(m·K)~5.0W/(m·K)。具体地,制备上述碳化硅陶瓷的原料与制备上述发热体的多孔陶瓷基体的原料相同,此处不再赘述。
本发明一实施方式还提供了一种电子装置,该电子装置包括电源和上述雾化器。具体地,该电子装置为电子烟具。
具体实施例
以下结合具体实施例进行详细说明。实施例中采用试剂和仪器如非特别说明,均为本领域常规选择。实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规条件,例如文献、书本中所述的条件或者生产厂家推荐的方法实现。
实施例1
实施例1的发热体的结构如图1~图4所示。实施例1的发热体的多孔陶瓷基体的内径为2mm,外径为3.2mm,厚度为1.5mm。发热部靠近多孔陶瓷基体的通道壁并绕通道壁呈螺旋状分布,在呈螺旋状的发热部的螺距为1mm,发热部的高度为6mm,发热部由两根FeCrAl发热丝组成,两根发热丝平行间隔,发热丝的直径为0.15mm,两根发热丝之间的间隔为0.45mm,发热部的电阻为1.2Ω。
实施例1的发热体的制备方法包括但不限于如下步骤:
(1)将制备多孔陶瓷的原料混合,制备混合料,其中,以质量份数计,制备多孔陶瓷的原料包括30份SiC颗粒、15份Al2O3颗粒、5份硅藻土、10份粘土粉、20份玻璃粉、20份PMMA颗粒。
(2)将具有螺旋状的发热部的发热件置于模具中,并将步骤(1)的混合料通过凝胶注模进行成型,制备成外径3.2mm、内径为2.0mm、高度7.0mm的圆管状的湿胚。其中,同批次进行20个平行样。
(3)将各湿胚在80℃条件下烘干,然后在700℃条件下排胶。并计算排胶合格率,其中排胶的合格率为95%,高于90%。
(4)将排胶合格的胚体在1000℃进行真空烧结2h,制得实施例1的发热体。经检测,实施例1制得的发热体的多孔陶瓷基体的平均孔隙率为60%,平均气孔孔径为20μm,平均硬度为10MPa,平均导热系数为1.0W/(m·K)。使用实施例1的发热体进行雾化时,多孔陶瓷基体的温度比二氧化硅质陶瓷(主要材料为二氧化硅和玻璃粉,外径尺寸3.2mm,内径为2mm,发热部的高度为6mm,设置于其上的发热部的组成和设计与实施例1相同)高20℃;实施例2的发热体采用高粘度的丙三醇(VG)进行烟雾量测试时,烟雾量高于4mg/puff。
实施例2
实施例2的发热体的结构与实施例1的相同,其不同在于,实施例2的多孔陶瓷基体的材料及发热部的材料不同,以质量份数计,制备实施例2的发热体的多孔陶瓷基体的原料包括20份SiC颗粒、25份Al2O3颗粒、5份硅藻土、10份粘土粉、20份玻璃粉和20份PMMA颗粒。发热部是电阻为1.2Ω的NiCr发热双丝。
在制备实施例2的发热体的过程中,排胶的合格率为95%。
经检测,实施例2制得的发热体的多孔陶瓷基体的平均孔隙率为58%,平均气孔孔径为25μm,平均硬度为15MPa,平均导热系数为0.7W/(m·K)。使用实施例2的发热体进行雾化时,多孔陶瓷基体的温度比二氧化硅质陶瓷(材料和尺寸与实施例1相同)高10℃;实施例2的发热体采用高粘度的VG进行烟雾量测试时,烟雾量高于4mg/puff。
实施例3
实施例3的发热体的结构与实施例1的相同,其不同在于,实施例3的多孔陶瓷基体的材料不同。以质量份数计,制备实施例3的发热体的多孔陶瓷基体的原料包括30份SiC颗粒、5份Al2O3颗粒、15份硅藻土、10份粘土粉、20份玻璃粉和20份PMMA颗粒。
在制备实施例3的发热体的过程中,排胶的合格率为95%。
经检测,实施例3制得的发热体的多孔陶瓷基体的平均孔隙率为65%,平均气孔孔径为22μm,平均强度为10MPa,平均导热系数为0.5W/(m·K)。使用实施例3的发热体进行雾化时,多孔陶瓷基体的温度比二氧化硅质陶瓷高10℃;实施例3的发热体采用高粘度的VG进行烟雾量测试时,烟雾量高于4mg/puff。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种发热体,其特征在于,包括:
多孔陶瓷基体,所述多孔陶瓷基体为碳化硅多孔陶瓷基体,所述多孔陶瓷基体的导热系数在0.3W/(m·K)以上,以质量份数计,制备所述多孔陶瓷基体的原料包括:10份~50份的SiC、10份~30份的玻璃粉和15份~30份的造孔剂;及
发热件,位于所述多孔陶瓷基体上,包括发热部和与所述发热部电连接的连接部。
2.根据权利要求1所述的发热体,其特征在于,所述多孔陶瓷的导热系数为0.3W/(m·K)~5W/(m·K)。
3.根据权利要求1所述的发热体,其特征在于,所述多孔陶瓷基体的孔隙率为40%~70%,所述多孔陶瓷基体的气孔的孔径为12μm~30μm。
4.根据权利要求1~3任一项所述的发热体,其特征在于,所述多孔陶瓷体基体为中空结构,所述多孔陶瓷基体的中空部位形成流体通道,所述发热部内嵌于所述多孔陶瓷基体中且靠近所述流体通道。
5.根据权利要求4所述的发热体,其特征在于,所述多孔陶瓷基体呈中空的圆管状,所述多孔陶瓷基体的内径为1.5mm~2.5mm;
及/或,所述多孔陶瓷基体的外径为2.5mm~5.5mm;
及/或,所述多孔陶瓷基体的厚度为0.5mm~1.5mm。
6.根据权利要求5所述的发热体,其特征在于,所述发热部靠近所述流体通道的通道壁并绕所述通道壁呈螺旋状分布,螺距为0.3mm~1.5mm。
7.根据权利要求6所述的发热体,其特征在于,所述发热部呈等距螺旋状。
8.根据权利要求5~7任一项所述的发热体,其特征在于,所述发热部包括两根发热丝,所述发热丝的横截面为圆形,两根所述发热丝的间隔距离为所述发热丝的直径的0倍~4倍。
9.根据权利要求8所述的发热体,其特征在于,所述发热丝的直径为0.1mm~0.3mm。
10.根据权利要求1~3、5~7及9任一项所述的发热体,其特征在于,所述连接部为两个,两个连接部分别与所述发热部电连接,两个连接部与所述多孔陶瓷基体的外周面相交而形成两个交点,两个所述交点的连线与所述多孔陶瓷基体的中心轴相交。
11.一种发热体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将制备多孔陶瓷基体的原料混合,制备混合料,以质量份数计,制备所述多孔陶瓷基体的原料包括:10份~50份的SiC、10份~30份的玻璃粉和15份~30份的造孔剂;及
将所述混合料与发热件一起按照预设形状成型后,排胶及烧结,制备发热体;其中,所述发热件包括发热部和与所述发热部电连接的连接部,所述发热部位于所述多孔陶瓷基体上,所述多孔陶瓷基体的导热系数在0.3W/(m·K)以上。
12.根据权利要求11所述的发热体的制备方法,其特征在于,制备所述多孔陶瓷基体的原料还包括助剂,所述助剂包括Al2O3、硅藻土及粘土中的至少一种;所述Al2O3质量份数为5份~25份;及/或,所述硅藻土的质量份数为5份~15份;及/或,粘土的质量份数为2份~15份。
13.根据权利要求11所述的发热体的制备方法,其特征在于,以质量份数计,制备所述多孔陶瓷基体的原料包括:20份~30份的SiC、5份~25份的Al2O3、5份~15份的硅藻土、10份的粘土、20份的玻璃粉及20份的造孔剂。
14.根据权利要求11~13任一项所述的发热体的制备方法,其特征在于,所述造孔剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉、聚苯乙烯、碳粉、石墨中的至少一种。
15.一种碳化硅多孔陶瓷,其特征在于,所述碳化硅多孔陶瓷的导热系数在0.3W/(m·K)以上,孔隙率为40%~70%,气孔孔径为12μm~30μm;以质量份数计,制备所述碳化硅多孔陶瓷的原料包括:10份~50份的SiC、10份~30份的玻璃粉和15份~30份的造孔剂。
16.一种雾化器,其特征在于,包括:
储液腔,用于储存液体;及
发热体,用于吸取所述储液腔中的液体,并将所述液体雾化,所述发热体为权利要求1~10任一项所述的发热体或权利要求11~14任一项所述的发热体的制备方法制得的发热体。
17.一种电子装置,其特征在于,包括电源及权利要求16所述的雾化器。
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