CN115073204B - 多孔陶瓷及其制备方法、应用、多孔陶瓷组合物前体、电子烟雾化芯和电子烟 - Google Patents
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Abstract
为克服现有电子烟的多孔陶瓷雾化芯存在韧性不足，导致镍引线脱落的问题，本发明提供了一种多孔陶瓷，其特征在于，包括以下重量组分：陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份。同时，本发明还公开了上述多孔陶瓷的制备方法的应用以及用于制备上述多孔陶瓷的多孔陶瓷组合物前体、包括上述多孔陶瓷的电子烟雾化芯和电子烟。本发明提供的多孔陶瓷其主要应用于电子烟雾化芯上，具有较好的强度和韧性，能够避免镍引线烧结时在多孔陶瓷上收缩脱落。
Description
技术领域
本发明属于电子烟结构技术领域，具体涉及一种多孔陶瓷及其制备方法、应用、多孔陶瓷组合物前体、电子烟雾化芯和电子烟。
背景技术
现阶段，电子烟在欧美地区盛行，而多孔陶瓷雾化芯的性能直接决定了抽烟的口感，是电子烟的核心部分。在制备电子烟多孔陶瓷的过程中，需要将镍引线和多孔陶瓷烧结在一起，镍引线在烧结时的收缩率较大，如果多孔陶瓷的韧性不够，镍引线的收缩会将镍引线从陶瓷坯体结合处扯掉脱落，或者即使在烧结过程中结合也有后续脱落风险，给制程良率以及使用寿命带来不利影响。常规多孔雾化芯陶瓷构成的物质强度韧性都不高，因此烧出的多孔陶瓷雾化芯强度韧性低下，导致掉粉的问题，以及后续与导电金属引线烧结在一起时，会有导电金属引线因为收缩从陶瓷坯体上扯下的情况，最终导致产品的不稳定性。因此，开发一种具有高韧性的雾化芯陶瓷对于电子烟产业的发展具有很大推动作用。
发明内容
针对现有电子烟的多孔陶瓷雾化芯存在韧性不足，导致镍引线脱落的问题，本发明提供了一种多孔陶瓷及其制备方法、应用、多孔陶瓷组合物前体、电子烟雾化芯和电子烟。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一个方面，本发明提供了一种多孔陶瓷，包括以下重量组分：
陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份。
可选的，所述多孔陶瓷包括以下重量组分：
陶瓷基体58～97.2份、助烧氧化物1.8～15份、铌氧化物0.01～0.15份和钇稳定的锆氧化物1～3份。
可选的，所述多孔陶瓷由以下重量组分构成：
陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份。
可选的，所述铌氧化物包括一氧化铌、二氧化铌、三氧化二铌和五氧化二铌中的一种或多种。
可选的，所述钇稳定的锆氧化物中包括有2～4mol％的氧化钇。
可选的，所述陶瓷基体包括以下重量组分：
铝氧化物10～50份和硅氧化物35～85份。
可选的，所述助烧氧化物包括以下重量组分：
镁氧化物0.2～7份、钙氧化物0.2～7份和铋氧化物0.2～6份。
另一个方面，本发明提供了如上所述的多孔陶瓷的制备方法，包括以下操作步骤：
将陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按重量份数配比混合进行球磨，干燥得到复合粉体；
将复合粉体与造孔剂和粘结剂混合成型得到坯体；
将坯体进行烧结去除粘结剂和造孔剂得到多孔陶瓷。
可选的，所述球磨过程中，陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按照：陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份的重量份数配合进行混合。
可选的，其特征在于，所述球磨过程中，陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按照：陶瓷基体58～97.2份、助烧氧化物1.8～15份、铌氧化物0.01～0.15份和钇稳定的锆氧化物1～3份的重量份数配合进行混合。
可选的，所述铌氧化物包括一氧化铌、二氧化铌、三氧化二铌和五氧化二铌中的一种或多种。
可选的，所述钇稳定的锆氧化物中包括有2～4mol％的氧化钇。
另一个方面，本发明提供了如上所述的多孔陶瓷在电子烟雾化芯上的应用。
另一个方面，本发明提供了一种多孔陶瓷组合物前体，包括以下重量组分：
陶瓷粉100份，造孔剂10～40份和粘结剂1～5份；
其中，所述陶瓷粉的组分与上述的多孔陶瓷的组分相同。
可选的，所述造孔剂包括聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉、碳粉、碳酸盐、硝酸盐、铵盐和木屑中的一种或多种；
所述粘结剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇4000、聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。
另一个方面，本发明提供了一种电子烟雾化芯，包括如上所述的多孔陶瓷以及位于多孔陶瓷表面的加热体。
另一个方面，本发明提供了一种电子烟，包括如上所述的电子烟雾化芯。
根据本发明提供的多孔陶瓷，其主要应用于电子烟雾化芯上，为了提高其与镍引线的结合强度，发明人在陶瓷基体和助烧氧化物的基础上加入了钇稳定的锆氧化物以提高所述多孔陶瓷的整体韧性，起到适应镍引线收缩作用的效果，但单纯添加钇稳定的锆氧化物并无法完全避免镍引线的脱落，在大量试验后，发明人意外发现在一定量的钇稳定的锆氧化物的基础上加入设定相对重量的铌氧化物能够有效提高该多孔陶瓷的韧性，进而有效地避免了镍引线的脱落问题，推测是由于锆氧化物在烧结的过程形成了四方晶相，钇元素的稳定作用有利于将锆氧化物维持在四方晶相，而在该陶瓷体系的烧结状态下，铌元素进入氧化锆的晶格中，形成的晶体结构在受到外力的作用下转换为单斜相以阻碍裂纹的扩展，进而进一步提高多孔陶瓷的韧性，避免镍引线烧结时在多孔陶瓷上收缩脱落。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种多孔陶瓷，包括以下重量组分：
陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份。
所述多孔陶瓷主要应用于电子烟雾化芯上，为了提高其与镍引线的结合强度，发明人在陶瓷基体和助烧氧化物的基础上加入了钇稳定的锆氧化物以提高所述多孔陶瓷的整体韧性，起到适应镍引线收缩作用的效果，但单纯添加钇稳定的锆氧化物并无法完全避免镍引线的脱落，在大量试验后，发明人意外发现在一定量的钇稳定的锆氧化物的基础上加入设定相对重量的铌氧化物能够有效提高该多孔陶瓷的韧性，进而有效地避免了镍引线的脱落问题，推测是由于锆氧化物在烧结的过程形成了四方晶相，钇元素的稳定作用有利于将锆氧化物维持在四方晶相，而在该陶瓷体系的烧结状态下，铌元素进入氧化锆的晶格中，形成的晶体结构在受到外力的作用下转换为单斜相以阻碍裂纹的扩展，进而进一步提高多孔陶瓷的韧性，避免镍引线烧结时在多孔陶瓷上收缩脱落。
在优选的实施例中，所述多孔陶瓷包括以下重量组分：
陶瓷基体58～97.2份、助烧氧化物1.8～15份、铌氧化物0.01～0.15份和钇稳定的锆氧化物1～3份。
在一些实施例中，所述多孔陶瓷由以下重量组分构成：
陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份。
通过具体试验发现，所述铌氧化物的添加含量和所述钇稳定的锆氧化物的添加含量与所述多孔陶瓷的整体强度和韧性相关，当所述铌氧化物和所述钇稳定的锆氧化物的含量处于上述添加范围内时，对于所述多孔陶瓷的强度和韧性的提高幅度最大，多孔陶瓷与镍引线的结合强度也最大，说明所述铌氧化物和所述钇稳定的锆氧化物在所述多孔陶瓷中存在明显的相互协同作用，故两者需要至少保持在一定的添加量才能体现其作用，同时，任一组分的添加量过高也会相应导致性能的劣化，具体的，当所述铌氧化物和/或所述钇稳定的锆氧化物的添加量过低时，则所述多孔陶瓷与现有多孔陶瓷相比无法体现增韧效果；当所述铌氧化物的添加量过高时，将导致其与钇稳定的锆氧化物结合的物质过软而影响多孔陶瓷的强度；当所述钇稳定的锆氧化物的添加量过高时，将导致整个多孔陶瓷体系的导热率上升，进而影响电子烟雾化的口感。
根据本申请的实施例，所述钇稳定的锆氧化物为物相是四方相的氧化钇稳定氧化锆。
在一些实施例中，所述铌氧化物包括一氧化铌、二氧化铌、三氧化二铌和五氧化二铌中的一种或多种。
在优选的实施例中，所述铌氧化物选自于五氧化二铌。
五氧化二铌为铌的高价态氧化物，性质稳定，制备难度和成本相对于其他铌氧化物较低，可在空气中灼烧金属铌或由铌酸脱水制备。
一氧化铌：亦称“二氧化二铌”，化学式NbO或Nb2O2。溶于硫酸、盐酸和碱，不溶于水、硝酸和乙醇，可用金属镁还原氯氧化铌制备得到。
二氧化铌：化学式NbO2。溶于热碱溶液，不溶于水和硝酸等无机酸及乙醇。可在加热条件下用氢还原五氧化二铌制备得到。
三氧化二铌：化学式Nb2O3，可由金属镁还原五氧化二铌制备得到。
在一些实施例中，所述钇稳定的锆氧化物比表面积为15-20m2/g，粒径中值为0.1-0.15um。
在一些实施例中，所述钇稳定的锆氧化物中包括有2～4mol％的氧化钇。
所述钇稳定的锆氧化物在烧结的过程中形成四方晶相，所述氧化钇起到稳定其四方晶相的作用，提高力学性能，需要说明的是，单独加入氧化钇对防止镍引线脱落的效果提升改善有限，在本发明的技术方案中，所述钇稳定的锆氧化物仅在加入铌氧化物后才能达到防止镍引线脱落所要求的材料韧性。
所述陶瓷基体在所述多孔陶瓷中起到形成主体骨架的作用，在一些实施例中，所述陶瓷基体包括铝氧化物、硅氧化物、硅藻土、长石、高岭土、蒙脱石、伊利石、堇青石、膨胀珍珠岩和黏土中的一种或多种。以上物质具有坚固、耐磨、耐高温、来源广泛，成本低廉的优点，作为陶瓷基体时，确保了多孔陶瓷的强度和韧性。
在优选的实施例中，所述陶瓷基体包括以下重量组分：
铝氧化物10～50份和硅氧化物35～85份。
在更优选的实施例中，铝氧化物和硅氧化物的添加量为：铝氧化物18～50份和硅氧化物40～77份。
采用铝氧化物和硅氧化物作为陶瓷基体，相比于其他材料，其物质纯度具有较好的可控性，从而有利于提高产品质量的一致性。其中铝氧化物为高温陶瓷，起到骨架支撑的作用，硅氧化物在烧结的过程在晶界形成低熔点的玻璃相，促进烧结，对铝氧化物起到粘结的作用。
在一些实施例中，所述助烧氧化物包括以下重量组分：
镁氧化物0.2～7份、钙氧化物0.2～7份和铋氧化物0.2～6份。
在优选的实施例中，镁氧化物、钙氧化物和铋氧化物的添加量为：镁氧化物0.5～5份、钙氧化物0.5～5份和铋氧化物0.8～5份。
在所述陶瓷基体中加入所述镁氧化物，主要起到微观结构稳定剂的作用，可以细化晶粒，大大减小晶界能差，削弱晶粒生长的各向异性，抑制不连续的晶粒生长。
所述钙氧化物与所述镁氧化物相互配合，用于获得致密的显微组织和均匀细腻的晶粒。
在所述陶瓷基体中加入所述铋氧化物，起到液相助烧剂的作用，降低烧结温度，提高烧结后坯体强度。
本发明的另一实施例提供了如上所述的多孔陶瓷的制备方法，包括以下操作步骤：
将陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按重量份数配比混合进行球磨，干燥得到复合粉体；
将复合粉体与造孔剂和粘结剂混合成型得到坯体；
将坯体进行烧结去除粘结剂和造孔剂得到多孔陶瓷。
在一些实施例中，所述球磨过程中，陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按照：陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份的重量份数配合进行混合。
在优选的实施例中，其特征在于，所述球磨过程中，陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按照：陶瓷基体58～97.2份、助烧氧化物1.8～15份、铌氧化物0.01～0.15份和钇稳定的锆氧化物1～3份的重量份数配合进行混合。
在一些实施例中，所述铌氧化物包括一氧化铌、二氧化铌、三氧化二铌和五氧化二铌中的一种或多种。
在一些实施例中，所述钇稳定的锆氧化物中包括有2～4mol％的氧化钇。
具体的，以干压成型为例，所述多孔陶瓷的制备方法包括以下操作步骤：
①先将陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按照重量比例在球磨罐中加水球磨，然后再在砂磨机中加入分散剂和水砂磨，最后加入造孔剂和粘结剂搅拌，形成喷雾用浆料；
②将浆料送入喷雾塔进行喷雾干燥形成用来干压的流动性较强的球形粉体，之后将球形粉体干压成型(吨位200吨的压机使用8MPa的油压压强)；
③在1000-1300度下烧结1-2小时，打磨抛光后即制成最终样品。
需要说明的是，以上干压成型仅是所述多孔陶瓷的优选实施例，用于对本发明进行说明，并不用于对本发明进行限制，在其他实施例中，本领域技术人员可采用其他现有的成型方式进行所述多孔陶瓷的制备，如等静压成型、注射成型、热压铸成型等成型方式。
本发明的另一实施例提供了如上所述的多孔陶瓷在电子烟雾化芯上的应用。
所述电子烟雾化芯包括多孔陶瓷、导电层和镍引线，所述导电层位于所述多孔陶瓷表面，所述镍引线***所述多孔陶瓷并电连接所述导电层。
在制备所述电子烟雾化芯时，所述导电层通过导电浆料丝印成型，所述镍引线***所述多孔陶瓷预设的雾化芯孔中后，在还原性气体炉中烧结固定，还原性气体选自氨气或氢气。
将所述多孔陶瓷应用于电子烟雾化芯，在制备过程中，能够有效提高镍引线和所述多孔陶瓷的结合强度，避免镍引线在烧结过程中脱落。
本发明的另一实施例提供了一种多孔陶瓷组合物前体，包括以下重量组分：
陶瓷粉100份，造孔剂10～40份和粘结剂1～5份；
其中，所述陶瓷粉的组分与上述的多孔陶瓷的组分相同。
所述多孔陶瓷组合物前体可用于所述多孔陶瓷的制备。
在一些实施例中，所述造孔剂包括聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉、碳粉、碳酸盐、硝酸盐、铵盐和木屑中的一种或多种；
所述粘结剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇4000、聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。
在优选的实施例中，所述造孔剂选自聚甲基丙烯酸甲酯或淀粉。
在优选的实施例中，所述粘结剂选自聚乙烯醇或聚乙二醇4000。
在一些实施例中，所述多孔陶瓷组合物前体还包括有溶剂，通过溶剂将陶瓷粉、造孔剂和粘结剂混合，以便于造粒。
所述溶剂包括水和/或乙醇。
在一些实施例中，所述多孔陶瓷组合物前体还包括有润滑剂和/或分散剂。
所述润滑剂起到增强多孔陶瓷组合物前体的流动性的作用；分散剂保证了多孔陶瓷组合物前体的均匀性。
所述润滑剂包括矿物蜡、微晶矿物蜡、费托蜡、白蜡、地蜡和蜂蜡中的一种或多种。
所述分散剂包括脂肪酸类分散剂和/或丙烯酸树脂类分散剂。
本发明的另一实施例提供了一种电子烟雾化芯，包括如上所述的多孔陶瓷以及位于多孔陶瓷表面的加热体。
本发明的另一实施例提供了一种电子烟，包括如上所述的电子烟雾化芯。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入66.48g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.02g，3mol％钇稳定的氧化锆加入2g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1150℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入18g，氧化硅加入73.48g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.02g，3mol％钇稳定的氧化锆加入2g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1150℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入50g，氧化硅加入41.48g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.02g，3mol％钇稳定的氧化锆加入2g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1250℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
实施例4
本实施例用于说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入67.49g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.01g，3mol％钇稳定的氧化锆加入1g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1180℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
实施例5
本实施例用于说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入65.35g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.15g，3mol％钇稳定的氧化锆加入3g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1120℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入68.5g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1200℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
对比例2
本对比例用于对比说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入66.5g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，3mol％钇稳定的氧化锆加入2g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1150℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
对比例3
本对比例用于对比说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入66.5g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.02g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1170℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
对比例4
本对比例用于对比说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入66.5g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.4g，3mol％钇稳定的氧化锆加入2g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1140℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
对比例5
本对比例用于对比说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入66.5g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.02g，3mol％钇稳定的氧化锆加入12g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1080℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
对比例6
本对比例用于对比说明本发明公开的多孔陶瓷、电子烟雾化芯及其制备方法。
多孔陶瓷组合物前体的配料如下：
粉体：其中氧化铝加入25g，氧化硅加入66.48g，氧化镁加入1.5g，氧化钙加入3g，氧化铋加入2g，五氧化二铌加入0.02g，纯氧化锆加入2g。
造孔剂：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)加入26g。
PVA粘结剂(聚乙烯醇)加入10g。
水分加入100g。
其制备方法如下：
先将粉体在球磨罐里混料2小时，出料烘干后，进入烧结炉烧制1000℃保温1小时。烧成的粉破碎后，加入作为造孔剂的PMMA 26g，PVA粘结剂10g以及水100g，搅拌混合2小时，进行喷雾干燥，干燥后的粉体干压成型成电子烟雾化芯形状的坯体，之后进炉烧制1150℃保温1.5h。烧成的坯体丝印导电浆料并***镍引线进入氢气炉烧制，烧制温度为1050℃，得到电子烟雾化芯。
性能测试
对上述实施例1～5和对比例1～6制备得到的电子烟雾化芯进行如下性能测试：
导热率测试：依照标准ASTM 518的方式，使用热导率仪测试电子烟雾化芯的导热率。
强度测试：依照标准GB/T 6569-86的方式，使用万能试验机进行电子烟雾化芯的强度测试。
拉拔力测试：固定电子烟雾化芯，通过拉力计固定镍引线，将镍引线从电子烟雾化芯中扯下，记录所用的拉拔力。
得到的测试结果填入表1。
表1
对比实施例1～5和对比例1～3的测试结果可以看出，相比于五氧化二铌和钇稳定的氧化锆的单独添加，五氧化二铌和钇稳定的氧化锆的共同添加能够有效提高多孔陶瓷的材料强度和韧性，进而使得多孔陶瓷与镍引线之间的结合强度有效提高，避免镍引线的脱落。
对比实施例1～5和对比例4和5的测试结果可以看出，五氧化二铌和钇稳定的氧化锆的添加量需要控制在一定范围内时才能够对多孔陶瓷的性能起到较好的提升作用，过量的五氧化二铌将导致多孔陶瓷的强度下降；而过量的钇稳定的氧化锆则导致多孔陶瓷的导热率提高，不利于其作为电子烟雾化芯的应用，需要说明的是，作为电子烟雾化芯使用的多孔陶瓷的导热率必须满足在1.5W/(mk)以内才符合要求，导热率过大，抽烟时会有糊味，影响其口感。
对比实施例1和对比例6的测试结果可看出，钇对氧化锆具有较好的稳定作用，有利于提高多孔陶瓷的强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种电子烟雾化芯，其特征在于，包括多孔陶瓷以及位于多孔陶瓷表面的加热体，所述多孔陶瓷包括以下重量组分：
陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份；
所述陶瓷基体包括以下重量组分：
铝氧化物10～50份和硅氧化物35～85份。
2.根据权利要求1所述的电子烟雾化芯，其特征在于，所述多孔陶瓷包括以下重量组分：
陶瓷基体58～97.2份、助烧氧化物1.8～15份、铌氧化物0.01～0.15份和钇稳定的锆氧化物1～3份。
3.根据权利要求1所述的电子烟雾化芯，其特征在于，所述多孔陶瓷由以下重量组分构成：
陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份。
4.根据权利要求1所述的电子烟雾化芯，其特征在于，所述铌氧化物包括一氧化铌、二氧化铌、三氧化二铌和五氧化二铌中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的电子烟雾化芯，其特征在于，以所述钇稳定的锆氧化物为基准，所述钇稳定的锆氧化物中包括有2～4mol％的氧化钇。
6.根据权利要求5所述的电子烟雾化芯，其特征在于，所述助烧氧化物包括以下重量组分：
镁氧化物0.2～7份、钙氧化物0.2～7份和铋氧化物0.2～6份。
7.如权利要求1～6任意一项所述的电子烟雾化芯的制备方法，其特征在于，所述多孔陶瓷的制备方法包括以下操作步骤：
将陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按重量份数配比混合进行球磨，干燥得到复合粉体；
将复合粉体与造孔剂和粘结剂混合成型得到坯体；
将坯体进行烧结去除粘结剂和造孔剂得到多孔陶瓷。
8.根据权利要求7所述的电子烟雾化芯的制备方法，其特征在于，所述球磨过程中，陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按照：陶瓷基体45～98.9份、助烧氧化物0.6～20份、铌氧化物0.0005～0.25份和钇稳定的锆氧化物0.1～10份的重量份数配合进行混合。
9.根据权利要求8所述的电子烟雾化芯的制备方法，其特征在于，所述球磨过程中，陶瓷基体、助烧氧化物、铌氧化物和钇稳定的锆氧化物按照：陶瓷基体58～97.2份、助烧氧化物1.8～15份、铌氧化物0.01～0.15份和钇稳定的锆氧化物1～3份的重量份数配合进行混合。
10.根据权利要求7所述的电子烟雾化芯的制备方法，其特征在于，所述铌氧化物包括一氧化铌、二氧化铌、三氧化二铌和五氧化二铌中的一种或多种。
11.根据权利要求7所述的电子烟雾化芯的制备方法，其特征在于，所述钇稳定的锆氧化物中包括有2～4mol％的氧化钇。
12.一种多孔陶瓷组合物前体，其特征在于，包括以下重量组分：
陶瓷粉100份，造孔剂10～40份和粘结剂1～5份；
其中，所述陶瓷粉的组分与权利要求1～6任意一项所述的电子烟雾化芯的多孔陶瓷的组分相同。
13.根据权利要求12所述的多孔陶瓷组合物前体，其特征在于，所述造孔剂包括聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉、碳粉、碳酸盐、硝酸盐、铵盐和木屑中的一种或多种；
所述粘结剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇4000、聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。
14.一种电子烟，其特征在于，包括权利要求1～6任意一项所述的电子烟雾化芯。
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