CN113941704A - 电磁感应发热层及其制备方法、雾化芯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁感应发热层及其制备方法、雾化芯及其制备方法，电磁感应发热层包括原料及其质量份数如下：导磁金属粉体50‑100份、陶瓷粉体0‑30份、助烧剂0‑40份以及石蜡0‑30份；所述电磁感应发热层为通过所述原料烧结形成的具有孔隙的结构层。本发明的电磁感应发热层，用于雾化芯，作为雾化芯的发热体，该电磁感应发热层为通过导磁金属粉体等原料烧结制成且具有多孔结构；使用时通过电磁效应产生热量实现雾化液的加热雾化，电磁感应发热层多孔的特征保证了雾化液的充分供应和雾化蒸汽能顺利的从孔中冒出，提高雾化效果及均一性。

Description

电磁感应发热层及其制备方法、雾化芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及雾化技术领域，尤其涉及一种电磁感应发热层及其制备方法、雾化芯及其制备方法。
背景技术
陶瓷雾化芯以其高稳定性、高强度等特点，在雾化领域的应用越来越广泛。目前，陶瓷雾化芯的发热体主要有两种：一种是发热丝，一种是厚膜印刷电路。上述的发热体的原理都是通过将电能直接转化为热能来实现雾化芯的雾化，其中发热丝常常会因为与陶瓷结合不稳或者接触阻值不稳定而影响雾化效果；厚膜印刷电路也会因在多孔载体上的横截面积难以控制而使雾化效果均一性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种通过电磁感应发热的用于雾化芯的电磁感应发热层及其制备方法、具有该电磁感应发热层的雾化芯及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于雾化芯的电磁感应发热层，包括原料及其质量份数如下：导磁金属粉体50-100份、陶瓷粉体0-30份、助烧剂0-40份以及石蜡0-30份；
所述电磁感应发热层为通过所述原料烧结形成的具有孔隙的结构层。
优选地，所述导磁金属粉体包括不锈铁、碳钢、铁铝系合金、铁硅系合金、铁硅铝系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、镍、钴、非晶态软磁合金及超微晶软磁合金中至少一种。
优选地，所述导磁金属粉体的粒度为80目-1000目。
优选地，所述陶瓷粉体包括氧化铝、堇青石、碳化硅、二硼化钛、钛酸钡、瓷石尾砂中至少一种。
优选地，所述陶瓷粉体的粒度为100目-2000目。
优选地，所述助烧剂包括低温釉、熔块及低熔点玻璃粉中至少一种。
优选地，所述助烧剂的粒度为200目-2000目。
本发明还提供一种电磁感应发热层的制备方法，包括以下步骤：
S1.1、将原料按照质量份数进行混合，压制成型为发热层坯体；
S1.2、将所述发热层坯体在真空或惰性气氛下进行烧结，形成电磁感应发热层。
优选地，步骤S1中，压制成型的方式为干压成型、等静压成型或热压铸成型。
优选地，干压成型的压力为1MPa-80MPa，保压1-5min。
优选地，等静压成型的压力为50MPa-200MPa，保压2-10min。
优选地，热压铸成型的气压为0.1MPa-2MPa，热压铸时间为0.5s-3s。
优选地，步骤S2中，所述烧结的温度为600℃-1300℃。
本发明还提供一种雾化芯，包括陶瓷基体以及以上任一项所述的电磁感应发热层，所述电磁感应发热层复合在所述陶瓷基体上。
本发明还提供一种雾化芯的制备方法，包括以下步骤：
S2.1、将电磁感应发热层的原料按照质量份数进行混合，压制成型为发热层坯体；
S2.2、将陶瓷浆料通过热压铸的方式成型于所述发热层坯体上，形成雾化芯坯体；
S2.3、将所述雾化芯坯体在真空或惰性气氛下进行烧结，形成雾化芯。
本发明的电磁感应发热层，用于雾化芯，作为雾化芯的发热体，该电磁感应发热层为通过导磁金属粉体等原料烧结制成且具有多孔结构；使用时通过电磁效应产生热量实现雾化液的加热雾化，电磁感应发热层多孔的特征保证了雾化液的充分供应和雾化蒸汽能顺利的从孔中冒出，提高雾化效果及均一性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的电磁感应发热层表面的SEM图；
图2是本发明的电磁感应发热层的端面的SEM图。
具体实施方式
本发明的电磁感应发热层，用于雾化芯，作为雾化芯的发热体，以电磁感应发热的方式对雾化液进行加热雾化。
该电磁感应发热层包括原料及其质量份数如下：导磁金属粉体50-100份、陶瓷粉体0-30份、助烧剂0-40份以及石蜡0-30份。
电磁感应发热层为通过原料烧结形成的具有孔隙的结构层。
其中，导磁金属粉体作为电磁感应发热层的主体材料，也是实现电磁感应发热的导磁材料，其可包括不锈铁、碳钢、铁铝系合金、铁硅系合金、铁硅铝系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、镍、钴、非晶态软磁合金及超微晶软磁合金等中至少一种。对于导磁金属粉体的粒度，可为80目-1000目。
陶瓷粉体、助烧剂以及石蜡等根据需要可加入或不加入。当原料包括陶瓷粉体时，其质量份数优选5-30份；当原料包括助烧剂时，其质量份数优选5-40份；当原料包括石蜡时，其质量份数优选为10-30份。
作为选择，陶瓷粉体可包括氧化铝、堇青石、碳化硅、二硼化钛、钛酸钡及瓷石尾砂等中至少一种。陶瓷粉体的粒度优选为100目-2000目。
助烧剂可包括低温釉、熔块及低熔点玻璃粉中至少一种。助烧剂的粒度可为200目-2000目。
本发明的电磁感应发热层的原料还可包括表面活性剂，其质量份数为0.1-2份。表面活性剂选自油酸、司盘、吐温、硬脂酸中至少一种。
本发明的电磁感应发热层的制备方法，可包括以下步骤：
S1.1、将原料按照质量份数进行混合，压制成型为发热层坯体。
其中，导磁金属粉体50-100份、陶瓷粉体0-20份、助烧剂0-40份以及石蜡0-30份。陶瓷粉体、助烧剂以及石蜡根据需要可加入或不加入。
压制成型的方式为干压成型、等静压成型或热压铸成型。
当压制成型为干压成型时，干压成型的压力为1MPa-80MPa，保压1-5min。
当压制成型为等静压成型的压力为50MPa-200MPa，保压2-10min。
当压制成型为热压铸成型的气压为0.1MPa-2MPa，热压铸时间为0.5s-3s。
对于压制成型方式选择热压铸成型方式时，混合的原料中还包括表面活性剂，其质量份数为0.1-2份。表面活性剂选自油酸、司盘、吐温、硬脂酸中至少一种。
S1.2、将发热层坯体在真空或惰性气氛(如氮气或氩气等)下进行烧结，形成电磁感应发热层。
该步骤S2中，烧结的温度为600℃-1300℃。在烧结过程中，导磁金属粉体熔融后流动，堆积形成的烧结颈使电磁感应发热层具多孔的特征。
进一步地，当发热层坯体的原料中包含助烧剂时，烧结的温度为600℃-900℃，当发热层坯体的原料不包含助烧剂时，烧结的温度为900℃-1300℃。
本发明的电磁感应发热层的SEM图如图1、2所示，其中图1为示出电磁感应发热层表面形貌的SEM图，图2为示出电磁感应发热层断面形貌的SEM图。从图1、图2所示可知，电磁感应发热层分布有孔隙，并且孔隙分布均匀。
本发明的电磁感应发热层应用于雾化芯，该雾化芯可包括电磁感应发热层以及陶瓷基体，电磁感应发热层复合在陶瓷基体上。
雾化芯的陶瓷基体可为多面体、柱体、筒体等结构，电磁感应发热层可复合在陶瓷基体的一面或多面上，并且电磁感应发热层的外周形状可为但不限于多边形、圆形、椭圆形等形状。
雾化芯使用时，陶瓷基体用于吸附雾化液，电磁感应发热层在通电后由于电磁效应产生热量，将雾化液加热雾化。电磁感应发热层由于具有孔隙具备多孔的特征，能够保证雾化液的充分供应和雾化蒸汽能顺利地从孔中冒出。此外，电磁感应发热层可达到整个面都发热的效果，同等面积的热效率较高。
上述的雾化芯的制备方法可包括以下步骤：
S2.1、将电磁感应发热层的原料按照质量份数进行混合，压制成型为发热层坯体。
压制成型的方式为干压成型、等静压成型或热压铸成型。
当压制成型为干压成型时，干压成型的压力为1MPa-80MPa，保压1-5min。
当压制成型为等静压成型的压力为50MPa-200MPa，保压2-10min。
当压制成型为热压铸成型的气压为0.1MPa-2MPa，热压铸时间为0.5s-3s。
对于压制成型方式选择热压铸成型方式时，混合的原料中还包括表面活性剂，其质量份数为0.1-2份。表面活性剂选自油酸、司盘、吐温、硬脂酸中至少一种。
S2.2、将陶瓷浆料通过热压铸的方式成型于发热层坯体上，形成雾化芯坯体。
陶瓷浆料预先制备，由雾化芯的陶瓷基体的原料制成。陶瓷基体的原料可选自氧化铝、石英砂、硅藻土、堇青石、玻璃珠、氧化锆、麦饭石等中一种或多种。
S2.3、将雾化芯坯体在真空或惰性气氛下进行烧结，形成雾化芯。
在雾化芯中，陶瓷基体由陶瓷浆料成型后烧结形成，发热层坯体烧结后形成电磁感应发热层。
烧结的温度为600℃-1300℃。在烧结过程中，发热层坯体中，导磁金属粉体熔融后流动，堆积形成的烧结颈使电磁感应发热层具多孔的特征。
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
取铁硅铝粉100份，置于模具中干压成型，于1200℃真空烧结，制得电磁感应发热层。
实施例2：
取铁钴合金粉100份，置于模具中干压成型，于1200℃真空烧结，制得电磁感应发热层。
实施例3：
取镍粉100份，置于模具中干压成型，于1200℃真空烧结，制得电磁感应发热层。
实施例4：
取碳化硅10份、钛酸钡18份、低熔点玻璃粉22份及超微晶软磁合金粉50份，混合后干压成型，于700℃氮气氛围烧结，制得电磁感应发热层。
实施例5：
取碳化硅10份、钛酸钡18份、低熔点玻璃粉22份及超微晶软磁合金粉50份，混合后等静压成型，于700℃氮气氛围烧结，制得电磁感应发热层。
实施例6：
取碳化硅10份、钛酸钡18份、低熔点玻璃粉22份及超微晶软磁合金粉50份，混合后热压铸成型，于700℃氮气氛围烧结，制得电磁感应发热层。
实施例7：
取铁铝粉70份、低熔点玻璃粉30份、石蜡20份及司盘0.5份，混合后热压铸成型，于700℃真空烧结，制得电磁感应发热层。
实施例8：
取铁铝粉70份、低熔点玻璃粉20份、二硼化钛10份、石蜡20份及司盘0.5份，混合后热压铸成型，于700℃真空烧结，制得电磁感应发热层。
对上述实施例1-8制得的电磁感应发热层，测其孔隙率及孔径，结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0003245501830000071
Figure BDA0003245501830000081
由表1测得的数据可知，本发明制得的电磁感应发热层具有细微的孔隙，孔径大小均匀，从而能够在加热雾化的同时确保雾化液供液充分，雾化细腻，也具有防漏液作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁感应发热层，其特征在于，用于雾化芯，所述电磁感应发热层包括原料及其质量份数如下：导磁金属粉体50-100份、陶瓷粉体0-30份、助烧剂0-40份以及石蜡0-30份；
所述电磁感应发热层为通过所述原料烧结形成的具有孔隙的结构层。
2.根据权利要求1所述的电磁感应发热层，其特征在于，所述导磁金属粉体包括不锈铁、碳钢、铁铝系合金、铁硅系合金、铁硅铝系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、镍、钴、非晶态软磁合金及超微晶软磁合金中至少一种。
3.根据权利要求2所述的电磁感应发热层，其特征在于，所述导磁金属粉体的粒度为80目-1000目。
4.根据权利要求1所述的电磁感应发热层，其特征在于，所述陶瓷粉体包括氧化铝、堇青石、碳化硅、二硼化钛、钛酸钡、瓷石尾砂中至少一种；
所述陶瓷粉体的粒度为100目-2000目。
5.根据权利要求1所述的电磁感应发热层，其特征在于，所述助烧剂包括低温釉、熔块及低熔点玻璃粉中至少一种；
所述助烧剂的粒度为200目-2000目。
6.一种权利要求1-5任一项所述的电磁感应发热层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.1、将原料按照质量份数进行混合，压制成型为发热层坯体；
S1.2、将所述发热层坯体在真空或惰性气氛下进行烧结，形成电磁感应发热层。
7.根据权利要求6所述的电磁感应发热层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，压制成型的方式为干压成型、等静压成型或热压铸成型；
干压成型的压力为1 MPa -80MPa，保压1-5min；
等静压成型的压力为50 MPa-200MPa，保压2-10min；
热压铸成型的气压为0.1MPa-2MPa，热压铸时间为0.5s-3s。
8.根据权利要求6所述的电磁感应发热层的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述烧结的温度为600℃-1300℃。
9.一种雾化芯，其特征在于，包括陶瓷基体以及权利要求1-5任一项所述的电磁感应发热层，所述电磁感应发热层复合在所述陶瓷基体上。
10.一种权利要求9所述的雾化芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S2.1、将电磁感应发热层的原料按照质量份数进行混合，压制成型为发热层坯体；
S2.2、将陶瓷浆料通过热压铸的方式成型于所述发热层坯体上，形成雾化芯坯体；
S2.3、将所述雾化芯坯体在真空或惰性气氛下进行烧结，形成雾化芯。
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