RU2758588C1 - Керамический нагревательный элемент, способ его изготовления и его применение - Google Patents

Керамический нагревательный элемент, способ его изготовления и его применение Download PDF

Info

Publication number
RU2758588C1
RU2758588C1 RU2021104230A RU2021104230A RU2758588C1 RU 2758588 C1 RU2758588 C1 RU 2758588C1 RU 2021104230 A RU2021104230 A RU 2021104230A RU 2021104230 A RU2021104230 A RU 2021104230A RU 2758588 C1 RU2758588 C1 RU 2758588C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heating element
ceramic
ceramic heating
paper
temperature
Prior art date
Application number
RU2021104230A
Other languages
English (en)
Inventor
Хуачэнь ЛЮ
Икунь ЧЭНЬ
Дань ЛИ
Тэнфэй ДЭН
Тэнфэй ХУ
Original Assignee
Чайна Тобэкко Хубэй Индастриал Корпорейшн Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чайна Тобэкко Хубэй Индастриал Корпорейшн Лимитед filed Critical Чайна Тобэкко Хубэй Индастриал Корпорейшн Лимитед
Application granted granted Critical
Publication of RU2758588C1 publication Critical patent/RU2758588C1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/46—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/20—Devices using solid inhalable precursors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/12—Transfer pictures or the like, e.g. decalcomanias
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • C04B41/5133—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal with a composition mainly composed of one or more of the refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/88—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C08L1/26—Cellulose ethers
    • C08L1/28—Alkyl ethers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40—Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46—Shape or structure of electric heating means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/94—Products characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, а именно к керамического нагревательному элементу и способу его изготовления. Снижение температурного коэффициента сопротивления (ТКС) и повышение точности контроля температуры являются техническим результатом изобретения. Керамический нагревательный элемент включает керамическую стержневую матрицу, при этом электронную пасту наносят печатью на поверхность керамической стержневой матрицы методом декалькомании. Способ изготовления включает нанесение электронной пасты на керамическую стержневую матрицу методом декалькомании. Кроме того, настоящее изобретение дополнительно предусматривает применение керамического нагревательного элемента в нагревателе для инновационных изделий для курения табака. Керамический нагревательный элемент, изготовленный в соответствии с предложенным способом обеспечивает быстрое тепловыделение, легкую установку нагревателя внутри низкотемпературной сигареты и извлечение из нее. Керамический нагревательный элемент с нанесенной печатью электронной пасты методом декалькомании обладает стабильным и низким температурным коэффициентом сопротивления, при этом обеспечивается возможность того, что после обжига сопротивление изделия изменится в незначительной степени под воздействием температуры в процессе использования, что позволяет создать простую схему и достичь высокой надежности генерирования тепла. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[001] Настоящее изобретение относится к области нагревательных устройств и, в частности, к керамическому нагревательному элементу, к способу его изготовления и к его применению.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[002] Керамический нагревательный элемент представляет собой своего рода высокоэффективный нагреватель, характеризующийся равномерным распределением тепла и исключительно высокой теплопроводностью, при этом обеспечивается равномерное распределение температур нагреваемой поверхности, в результате чего исключаются горячие и холодные участки на оборудовании. Кроме того, керамический нагревательный элемент также обладает такими преимуществами, как длительный срок службы, высокие теплоизоляционные характеристики, высокие механические свойства, антикоррозионная стойкость и сопротивление в магнитном поле. На данный момент существуют два основных типа керамических нагревательных элементов, а именно: PTC (положительный температурный коэффициент) керамический нагревательный элемент и MCH (металлический керамический нагреватель) керамический нагревательный элемент соответственно. Для изготовления двух типов изделий используют абсолютно различные материалы, в то время как материал готовых изделий аналогичен керамике. Таким образом, указанные изделия носят общее название «керамические нагревательные элементы». PTC керамический нагревательный элемент представляет собой термистор, состоящий из PTC керамического нагревательного элемента и алюминиевой трубки. Ввиду преимуществ, заключающихся в низкой термостойкости и высокой эффективности теплообмена, PTC керамический нагревательный элемент является электрическим нагревателем, обладающим такими свойствами, как автоматическое регулирование температуры и энергосбережение. По сравнению с PTC керамическим нагревательным элементом в MCH керамическом нагревательном элементе, являющимся новым типом высокоэффективного экологически безопасного и энергосберегающего керамического нагревательного элемента, используется глиноземная керамика, что позволяет сэкономить 20-30% электроэнергии при аналогичном тепловом воздействии.
[003] В области использования низкотемпературных сигарет MCH керамический нагревательный элемент в целом используется в качестве нагревательного элемента. В частности, в MCH керамическом нагревательном элементе металлический нагревательный слой наносят печатным способом на керамическую подложку методом трафаретной печати. Иначе говоря, высокотемпературный жаропрочный металл (например, молибден, вольфрам или аналогичные металлы) используют в качестве внутреннего электрода нагревательного контура, при этом MCH керамический нагревательный элемент является именно высокоэффективным и энергосберегающим керамическим нагревательным элементом, изготавливаемым путем совместного обжига в восстановительной атмосфере при температуре в диапазоне от 1400℃ до 1800℃ при проведении ряда специальных технологических процессов изготовления. В ходе технологического процесса сырец из глинозема служит в качестве изолирующего слоя и матрицы, в то время как изготовленный проводник из высокотемпературной металлической толстопленочной пасты наносят печатью на поверхность сырца. Затем верхнюю и нижнюю керамические подложки из глинозема ламинируют и разрезают на пластины и далее проводят пайку с проволочными выводами после обжига в печи с восстановительной атмосферой водорода при высокой температуре и таким образом обеспечивают изготовление MCH нагревательного элемента. Однако внутренний электрод располагают посередине глиноземной керамики на обеих сторонах, в результате чего глиноземная керамика поглощает тепло. Таким образом, эффективность тепловыделения внутреннего электрода не является высокой, и, следовательно, не высокой является эффективность всего керамического нагревательного элемента. Кроме того, добавление сырца может привести к увеличению толщины керамического нагревательного элемента, в результате чего затрудняется вставка элемента в низкотемпературные сигареты и его извлечение из них. Несмотря на то, что в источниках информации раскрываются разнообразные электронные пасты для изготовления электронных нагревательных элементов, изготавливаемые нагревательные элементы с применением электронных паст известного уровня техники выпускаются различными партиями, что, в свою очередь, приводит к существенному отклонению температурного коэффициента сопротивления (ТКС), в результате чего возникают значительные трудности с регулированием сопротивления. Следовательно, процент дефектных изделий может быть крайне высок, ошибка ТКС изделия может быть существенной, в результате чего программа управления схемой может быть неспособной обеспечивать точное регулирование температуры. Кроме того, по причине использования известных электронных паст существует проблема в плане достижения низкого ТКС при одновременном обеспечении удовлетворительной ошибки ТКС.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[004] Цель настоящего изобретения заключается в устранении вышеуказанных недостатков, присущих предшествующему уровня техники, и в создании керамического нагревательного элемента для оформления настоящего изобретения, при этом керамический нагревательный элемент обладает преимуществами в плане быстрого тепловыделения и его легкой вставки в сигарету низкотемпературного нагрева табака и извлечения из нее, и характеризуется чрезвычайно стабильным и низким ТКС в различных партиях изделий.
[005] После проведения многочисленных экспериментов изобретатель настоящего изобретения неожиданно обнаружил, что каждая партия изделий, изготовленных с применением электронной пасты, состоящей из определенных компонентов, обладала исключительно стабильным ТКС, при этом ТКС был удовлетворительно низким, что позволило изобретателю создать настоящее изобретение.
[006] Для достижения вышеуказанных целей в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предусматривается создание керамического нагревательного элемента, включающего керамическую стержневую матрицу, при этом резистивный нагревательный элемент размещен на поверхности керамической стержневой матрицы, и резистивный нагревательный элемент представляет собой сплав, содержащий вольфрам, марганец и, по меньшей мере, одну добавку, выбранную из группы, включающей рутений, теллур, германий и ванадий.
[007] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения материал керамической стержневой матрицы представляет собой, по меньшей мере, оксид алюминия, нитрид кремния, стекло, нитрид алюминия и карбид кремния.
[008] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения резистивный нагревательный элемент изготовлен путем нанесения трафаретной печатью электронной пасты методом декалькомании, при этом электронная паста содержит вольфрам, марганец, добавку и органический растворитель, при этом добавку выбирают из группы, содержащей, по меньшей мере, рутений, теллур, германий и ванадий.
[009] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения конец керамической стержневой матрицы представляет собой конический конец, и предпочтительно, чтобы размер резистивного нагревательного элемента вблизи конического конца в продольном направлении керамической стержневой матрицы превышал размер другого конца.
[0010] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения весовое отношение вольфрама к марганцу составляет от 7:3 до 9,5:0,5. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения содержание добавки составляет 0,5-5 весовых процентов от общего веса вольфрама и марганца. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения органический растворитель представляет собой смесь терпинеола, этилцеллюлозы и абсолютного этанола, и предпочтительно, чтобы содержание органического растворителя составило 5-20 весовых процентов от общего веса вольфрама и марганца.
[0011] В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение предусматривает создание способа изготовления керамического нагревательного элемента, при этом способ включает нанесение электронной пасты на керамическую стержневую матрицу методом декалькомании.
[0012] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения выполнение печати методом декалькомании включает нанесение электронной пасты на бумажную пленку для формирования переводной бумаги, и предпочтительно, чтобы при печати обеспечивалось нанесение большего количества электронной пасты на один конец бумажной пленки, чем на другой конец.
[0013] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения бумажная пленка выполнена, по меньшей мере, из тонкой бумаги, бумаги из древесной массы, бумаги из углеродных волокон, бумаги из синтетического волокна, бумаги из натурального волокна и аналогичных материалов.
[0014] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения выполнение печати методом декалькомании дополнительно включает наклеивание переводной бумаги на керамическую стержневую матрицу, обработанную кислотой или щелочью, и предпочтительно, чтобы выполнение печати методом декалькомании дополнительно включало обжиг керамической стержневой матрицы оклеенной переводной бумагой при температуре 1200°C-1800°C в течение 1-4 часов.
[0015] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает выполнение глазурования погружением по завершению печати методом декалькомании, с последующим обжигом при температуре 1000°C-1200°C.
[0016] В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение дополнительно предусматривает применение вышеуказанного керамического нагревательного элемента и керамического нагревательного элемента, изготовленного в соответствии с вышеупомянутым способом в нагревателе элементе для инновационных изделий для курения табака, и предпочтительно применение вышеуказанного керамического нагревательного элемента и керамического нагревательного элемента, изготовленного в соответствии с вышеупомянутым способом, в нагревателе для инновационных изделий для курения табака, в частности, применение в нагревателе для низкотемпературных сигарет.
[0017] Таким образом, керамический нагревательный элемент в соответствии с настоящим изобретением и керамический нагревательный элемент, изготовленный в соответствии с вышеупомянутым способом настоящего изобретения, обладает преимуществами в плане быстрого тепловыделения и его легкой вставки в низкотемпературную сигарету и извлечения из нее. Кроме того, за счет использования керамического нагревательного элемента, на который печатью нанесена электронная паста настоящего изобретения методом декалькомании, ТКС является исключительно стабильным и низким в различных партиях изделий, в результате чего обеспечивается достаточно легкое регулирование сопротивления и достигается исключительно низкий процент дефектных изделий. Ввиду превосходных характеристик, заключающихся в низком ТКС, нанесение электронной пасты настоящего изобретения на металлокерамический нагревательный элемент позволяет достичь чрезвычайно стабильного и низкого уровня ТКС, при этом гарантируется, что ТКС изделий после обжига в каждой партии остается стабильным, и при этом сопротивление изменяется в незначительном диапазоне при воздействии температуры в процессе использования, в результате чего обеспечивается создание простого контура и достижение высокой общей надежности нагрева.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения подробно проиллюстрированы ниже в настоящем документе. Следует понимать, что описанные в настоящем документе конкретные варианты осуществления носят чисто иллюстративный характер и приведены для пояснения настоящего изобретения, при этом они ни в коей мере не ограничивают настоящее изобретение.
[0019] Конечные точки и любые значения диапазонов, раскрытых в настоящем документе, не ограничены точным диапазоном или значением, и следует понимать, что указанные диапазоны или значения включают значения, близкие к указанным диапазонам или значениям. В плане диапазонов числовых значений могут быть получены один или несколько новых диапазонов числовых значений путем сочетания значений конечной точки каждого диапазона, либо путем сочетания значения конечной точки каждого диапазона и значения отдельной точки, либо путем сочетания значений отдельных точек, при этом указанные численные диапазоны следует рассматривать как конкретно раскрытые в настоящем документе.
[0020] В соответствии со значением, используемым в настоящем контексте, термин "электронная паста" относится к основному материалу для изготовления металлокерамического нагревательного элемента, и указанная паста относится к пасте, полученной путем смешивания твердого порошка и жидкого растворителя до получения однородной консистенции посредством трехвалкового процесса прокатки. В зависимости от области применения электронные пасты могут быть разделены на категории, включающие диэлектрические пасты, резистивные пасты и электропроводящие пасты; в зависимости от различных типов используемых подложек электронные пасты могут быть подразделены на электронные пасты для керамических подложек, электронные пасты для полимерных подложек, электронные пасты для стеклянных подложек, электронные пасты для подложек металл-диэлектрик и т.д.; в зависимости от различных температур спекания электронные пасты могут быть подразделены на электронные пасты высокотемпературной сушки, электронные пасты среднетемпературной сушки и электронные пасты низкотемпературной сушки; в зависимости от области применения электронные пасты могут быть далее подразделены на электронные пасты общего и специального назначения; и в зависимости от различной стоимости электропроводящей фазы электронные пасты могут быть подразделены на электронные пасты на основе драгоценных металлов и электронные пасты на основе недрагоценных металлов.
[0021] В соответствии со значением, используемым в настоящем контексте, термин "температурный коэффициент сопротивления (ТКС)" относится к относительным изменениям значения сопротивления при изменении температуры сопротивления на 1 градус (то есть скорость изменения значения сопротивления по отношению к сопротивлению). Формула расчета ТКС имеет вид ТКС=(RT2-RT1)/[(T2-T1)×RT1], и единица измерения обозначается ppm/°C (частей на миллион на градус Цельсия), где T1 обозначает первую температуру, T2 обозначает вторую температур, RT1 обозначает значение сопротивления при первой температуре, и RT2 обозначает значение сопротивления при второй температуре. ТКС является параметром, тесно взаимосвязанным с микроструктурой металла, и имеет теоретическое максимальное значение при отсутствии каких-либо дефектов. Иными словами, величина ТКС per se характеризует в определенной степени выполнение металлизации. В ходе проведения научных исследований и опытно-конструкторских работ или мониторинга инновационной технологии в режиме онлайн ТКС может быть использован для проведения предварительного мониторинга и оперативной оценки надежности металлов.
[0022] В соответствии со значением, используемым в настоящем контексте, термин «печать методом декалькомании» относится к процессу печати шаблона рисунка на поверхности специальной бумаги или пластиковой пленки с использованием керамического пигмента. Далее бумагу со сформированным на ней рисунком перемещают, приклеивают к поверхности матрицы и затем обжигают при высокой температуре таким образом, чтобы переводная бумага с рисунком была прочно присоединена к поверхности матрицы.
[0023] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предусматривается создание керамического нагревательного элемента. Керамический нагревательный элемент включает керамическую стержневую матрицу, при этом электронную пасту наносят печатью на поверхность керамической стержневой матрицы методом декалькомании.
[0024] С целью устранения недостатков предшествующего уровня техники путем осуществления настоящего изобретения, керамический нагревательный элемент настоящего изобретения представляет собой стержневидный керамический нагревательный элемент, широко используемый в инновационных изделиях для курения табака, в частности в низкотемпературных сигаретах. Таким образом, керамический нагревательный элемент может в целом включать керамическую стержневую матрицу типовой формы. Материл керамической стержневой матрицы, в частности, не ограничен каким-либо конкретным материалом и может представлять собой известный материал керамической матрицы в данной области техники. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления материал керамической стержневой матрицы представляет собой, по меньшей мере, оксид алюминия, нитрид кремния, стекло, нитрид алюминия и карбид кремния.
[0025] В пасте на основе вольфрама вольфрам является основным теплогенерирующим компонентом. Следует учесть, что вольфрам обладает исключительно высоким ТКС, в результате чего ТКС всей электронной пасты может оказаться высоким, и это в свою очередь усложнит создание нагревательного элемента, обладающего стабильным и низким ТКС. Тем не менее изобретатель обнаружил после проведения исследований, что партии изделий, изготовленных с использованием определенных вольфрамовых паст соответствующей композиции, могут обладать чрезвычайно стабильным ТКС, и при этом обеспечивается дальнейшее существенное снижение ТКС электронной пасты, благодаря чему достигается положительный эффект низкого ТКС керамического нагревательного элемента. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения электронная паста может содержать вольфрам, марганец, добавку и органический растворитель, при этом добавку выбирают из группы, содержащей, по меньшей мере, рутений, теллур, германий и ванадий. Более предпочтительно, чтобы содержание добавки составляло 0,5-5 весовых % (например, 1,5 весовых %, 2 весовых %, или 2,5 весовых %).
[0026] Кроме того, тип и содержание органического растворителя в композиции электронной пасты настоящего изобретения конкретно не ограничены, и органический растворитель может быть растворителем известного типа и его содержание соответствует содержанию, принятому в данной области техники. В предпочтительном варианте осуществления органический растворитель может представлять собой смесь терпинеола, этилцеллюлозы и абсолютного этанола и содержать, например, 90-95 весовых процентов (например, 94 весовых процента) терпинеола, 3-5 весовых процентов (например, 5 весовых процентов) этилцеллюлозы и 1-3 весовых процента (например, 1 весовой процент) абсолютного этанола, и предпочтительно, чтобы содержание органического растворителя составляло 5-20 весовых процентов от общего веса вольфрама и марганца.
[0027] В соответствии с настоящим изобретением с целью упрощения процесса вставки и извлечения керамического нагревательного элемента из низкотемпературной сигареты концу керамической стержневой матрицы может быть придана остроконечная форма. Кроме того, в соответствии с общепринятым способом вставки и извлечения керамического нагревательного элемента из низкотемпературной сигареты конец, имеющий заостренную форму, может выступать в качестве вставного конца, расположенного ближе к конструкции сигареты, в то время как другой конец может быть расположен ближе к источнику электропитания. Кроме того, на другой конец может быть нанесено меньшее количество электронной пасты, что способствует поддержанию более низкой температуры, за счет чего керамический нагревательный элемент обеспечивает максимальную защиту источника электропитания в процессе эффективного нагревания сигареты. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления конец керамической стержневой матрицы может быть выполнен в виде конического конца, и предпочтительно, чтобы концентрация электронной пасты вблизи конического конца в продольном направлении керамической стержневой матрицы была выше, чем концентрация электронной пасты на другом конце.
[0028] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусматривается способ изготовления керамического нагревательного элемента, при этом способ включает нанесение электронной пасты на керамическую стержневую матрицу методом декалькомании.
[0029] В отношении керамической стержневой матрицы и электронной пасты при способе изготовления керамического нагревательного элемента настоящего изобретения предпочтительные варианты осуществления материала и формы керамической стержневой матрицы и композиции электронной пасты могут быть аналогичны описанным выше вариантам осуществления, и их повторное описание не будет приведено.
[0030] В соответствии с настоящим изобретением с целью придания керамическому нагревательному элементу преимуществ, заключающихся в быстром нагреве и в легкой вставке и извлечении из низкотемпературной сигареты, электронную пасту наносят на керамическую стержневую матрицу методом декалькомании для прочного сцепления с ней в соответствии со способом изготовления настоящего изобретения, что позволяет не только эффективно снизить толщину керамического нагревательного элемента, но и обеспечивает размещение печатного контура (т.е. электронной пасты) непосредственной на поверхности керамического нагревательного элемента, тем самым существенно повышая эффективность тепловыделения. По той же самой причине существует необходимость в защите источника электропитания, т.е., на другой конец может быть нанесено меньшее количество электронной пасты, благодаря чему на этом конце обеспечивается более низкая рабочая температура. Кроме того, в процессе печати методом декалькомании существует возможность создания различных рисунков печатных схем в зависимости от потребностей, так как рисунок создается на плоскости. Таким образом, керамическому нагревательному элементу, изготовленному указанным способом, может быть придан требуемый внешний вид. В предпочтительном варианте осуществления выполнение печати методом декалькомании может включать нанесение печатью электронной пасты на бумажную пленку для формирования переводной бумаги (например, печать c пропусками, нанесение покрытия и т.д.), и предпочтительно, чтобы при печати обеспечивалась более высокая концентрация электронной пасты на одном конце бумажной пленки по сравнению с концентрацией на другом конце.
[0031] В соответствии с настоящим изобретением композиция бумажной пленки не ограничена какой-либо конкретной композицией и может включать любые стандартные ингредиенты, известные в данной области техники. В предпочтительном варианте осуществления бумажная пленка выполнена, по меньшей мере, из тонкой бумаги, бумаги из древесной массы, бумаги из углеродных волокон, бумаги из синтетического волокна, бумаги из натурального волокна и аналогичных материалов.
[0032] В соответствии с настоящим изобретением после формирования переводной бумаги с нанесенной на нее электронной пасты настоящего изобретения переводная бумага может быть переведена на керамическую стержневую матрицу и пройти последующую обработку для полного сцепления электронной пасты с поверхностью керамической стержневой матрицы. В предпочтительном варианте осуществления выполнение печати методом декалькомании дополнительно включает наклеивание переводной бумаги на керамическую стержневую матрицу, обработанную кислотой или щелочью, и предпочтительно, чтобы выполнение печати методом декалькомании дополнительно включало обжиг керамической стержневой матрицы, оклеенной переводной бумагой (предпочтительно в газовой смеси H2 и N2), при температуре 1200°C-1800°C в течение 1-4 часов. В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения до проведения этапа обжига выполнение печати методом декалькомании дополнительно включает сушку керамической стержневой матрицы, оклеенной переводной бумагой, при температуре 100°C-150°C последующим удалением клея при температуре 300°C-600°C.
[0033] В соответствии с настоящим изобретением на поверхность керамического нагревательного элемента может быть нанесен слой глазури с целью создания изоляции, повышения прочности и защиты нагревателя от повреждения. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает выполнение глазурования погружением по завершению печати методом декалькомании, с последующим обжигом при температуре 1000°C-1200°C. После завершения процесса обжига керамический нагревательный элемент может быть дополнительно снабжен проволочными выводами. Таким образом, способ настоящего изобретения может дополнительно включать поверхностную обработку керамического нагревательного элемента на участках соединения пайкой с последующим присоединением проволочных выводов, участков спайки и припоя с помощью инструмента для проводного монтажа и помещением керамического нагревательного элемента в печь для пайки выводов при 700°C с целью формирования готового изделия.
[0034] Вышеприведенные соответствующие предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы отдельно или в сочетании с другими предпочтительными вариантами осуществления. В исключительно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ изготовления керамического нагревательного элемента настоящего изобретения включает: (1) расчет диаметра и длины керамической стержневой матрицы в зависимости от требований к изделию, разработку электронной пасты, соответствующей требованиям, расчет веса наносимой печатью пасты, создание форм и оснастки, необходимых для производства; (2) выполнение процесса печати с пропусками в чистом производственном помещении с использованием прецизионного печатного устройства с нанесением части приготовленной электронной пасты на поверхность бумажной основы с помощью схемы печатной формы для трафаретной печати для формирования переводной бумаги, при этом поверхность бумажной основы покрыта водорастворимым клеем, и бумажная основа выполнена, по меньшей мере, из тонкой бумаги, бумаги из древесной массы, бумаги из углеродных волокон, бумаги из синтетического волокна, бумаги из натурального волокна и аналогичных материалов; (3) наклеивание переводной бумаги, на которую печатью нанесен нагревательный контур, на керамическую стержневую матрицу, обработанную кислотой или щелочью; (4) сушка керамической стержневой матрицы оклеенной переводной бумагой при температуре 100°C-150°C, и удаление клея при температуре 300°C-600°C; (5) последующий обжиг после удаления клея в атмосфере смеси газов H2 и N2 при температуре 1200°C-1800°C в течение 1-4 часов; (6) нанесение тонкого слоя прозрачной глазури на керамический стержневидный нагревательный элемент после обжига методом глазурования погружением, и далее помещение керамического стержневидного нагревательного элемента в печь с восстановительной атмосферой для обжига при температуре 1000°C-1200°C; и (7) по завершению обжига керамического нагревательного элемента выполнение обработки поверхности на участках паяных соединений с последующим присоединением проволочных выводов, участков спайки и припоя с помощью инструмента для проводного монтажа и помещением керамического нагревательного элемента в печь для пайки выводов при 700°C с целью формирования готового изделия.
[0035] В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение дополнительно предусматривает применение вышеуказанного керамического нагревательного элемента и керамического нагревательного элемента, изготовленного в соответствии с вышеупомянутым способом в нагревателе для инновационных изделий для курения табака, и, в частности, применение в нагревателе для низкотемпературных сигарет.
[0036] Примеры
[0037] Органический растворитель приготовлен путем составления смеси, состоящей из 94 весовых процентов терпинеола, 5 весовых процентов этилцеллюлозы и 1 весового процента абсолютного этанола, при этом смесь составляли путем взвешивания терпинеола, этилцеллюлозы и абсолютного этанола в указанных пропорциях; далее компоненты перемешивали до получения однородной консистенции с помощью магнитной мешалки на водяной бане при температуре 90°C. Сначала брали 90 весовых частей вольфрамового порошка и 10 весовых частей марганцевого порошка и перемешивали до получения однородной консистенции. Далее смешанные порошки смешивали с 10 весовыми частями органического растворителя и затем смесь помещали в планетарную шаровую мельницу для перетира, при этом абсолютный этанол выступает в качестве компонента перетирочной среды, при этом весовое отношение смеси к измельчающей среде в форме шаров составляло 1,5:1. При этом скорость вращения шаровой мельницы составляла 500 об./мин. в течение 1,5 часов для приготовления композиции электронной пасты C1. Затем 5 партий композиций электронной пасты C1 изготавливали аналогичным образом.
[0038] Исходя из значений содержания, приведенных в Таблице 1, композиции электронных пасты C1-C8 приготавливали способом, аналогичным способу, описанному выше, при этом каждую электронную пасту приготавливали в количестве 5 партий. Далее все партии композиции электронной пасты наносили методом печати на керамическую матрицу с использованием технологии трафаретной печати или иных известных технологий в данной области техники для формирования нагревательных элементов. Значения сопротивления нагревательных элементов, полученные на основе композиций электронных паст C1-C8 при уровнях температуры 25°C, 83°C, 150°C и 230°C измеряли, результаты измерений приведены в таблице 2. Далее получали значения ТКС на основе значений сопротивления в соответствующих партиях методом наименьших квадратов и линейной аппроксимации. Для каждой из композиций электронных паст C1-C8 средний ТКС 5-и партий и величину отклонения ТКС в отношении каждой партии ((ТКСn-средний ТКС)/средний ТКС, где n - 1, 2, 3, 4 или 5) рассчитывали на основе ТКС 5-и партий, а именно: ТКС1, ТКС2, ТКС3, ТКС4 и ТКС5 соответственно. Кроме того, среднюю величину отклонения ТКС 5-и партий (среднее значение величин отклонения ТКС 5-и партий) рассчитывали, как показано в таблице 2
[0039] Таблица 1
Вольфрам Мар-
ганец		 Же-
лезо		 Молиб-ден Ру-
тений		 Гер-
маний		 Вана-дий Теллур
C1 Вольфрам Марганец 90 10 - - - - - -
C2 Вольфрам Марганец Железо 90 10 2 - - - - -
C3 Вольфрам Марганец Молибден 90 10 - 2 - - - -
C4 Вольфрам Рутений 98 - - - 2 - - -
C5 Вольфрам Марганец Рутений 90 10 - - 1 - - -
C6 Вольфрам Марганец Германий 90 10 - - - 0,5 - -
C7 Вольфрам Марганец Ванадий 90 10 - - - - 5 -
C8 Вольфрам Марганец Теллур 90 10 - - - - - 2
[0040] Таблица 2
ТКС1 ТКС2 ТКС3 ТКС4 ТКС5 Средний ТКС Средняя величина отклонения
C1 Вольфрам Марганец 3742 3528 3854 3928 3468 3704 4,45%
C2 Вольфрам Марганец Железо 3516 3324 3418 3589 3615 3492 2,78%
C3 Вольфрам Марганец Молибден 2995 3258 3196 3298 3028 3155 3,64%
C4 Вольфрам Рутений 3395 3216 3329 3428 3365 3347 1,77%
C5 Вольфрам Марганец Рутений 3275 3329 3314 3228 3295 3288 0,89%
C6 Вольфрам Марганец Германий 3108 3182 3189 3203 3199 3176 0,70%
C7 Вольфрам Марганец Ванадий 2988 3077 2923 3081 3029 3020 1,70%
C8 Вольфрам Марганец Теллур 3419 3499 3386 3420 3398 3424 0,87%
[0040] Как проиллюстрировано в вышеприведенном примере, композиции электронных паст (C5-C8) настоящего изобретения позволяют изготовить нагревательные элементы, обладающие превосходными характеристиками. Среднее отклонение ТКС между несколькими партиями существенно ниже, чем среднее отклонение ТКС нагревательных элементов, изготовленных с применение других композиций электронных паст (C1-C4), что позволяет продемонстрировать превосходные характеристики, заключающиеся в стабильном и низком ТКС.
[0041] Выше приведено подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, тем не менее, настоящее изобретение не ограничено конкретными деталями в указанных вариантах осуществления. В техническое решение настоящего изобретения могут быть внесены многочисленные незначительные изменения, не выходящие за пределы объема технической идеи настоящего изобретения, и при этом все указанные незначительные изменения находятся в пределах объема правовой охраны настоящего изобретения.
[0042] При этом следует понимать, что различные специфические технические признаки, описанные в вышеприведенных конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть скомбинированы любым приемлемым образом, не вызывая противоречий. Во избежание излишних повторов в настоящем изобретении не описаны отдельно различные возможные комбинации.
[0043] Кроме того, также могут быть произвольно скомбинированы различные варианты осуществления настоящего изобретения при условии, что они не противоречат идее настоящего изобретения, и они в свою очередь должны рассматриваться в качестве содержания, раскрытого настоящим изобретением.

Claims (15)

1. Керамический нагревательный элемент, включающий керамическую стержневую матрицу, отличающийся тем, что на поверхности керамической стержневой матрицы выполнен резистивный нагревательный элемент, при этом резистивный нагревательный элемент представляет собой сплав, содержащий вольфрам, марганец и, по меньшей мере, добавку, выбранную из группы, содержащей рутений, теллур, германий и ванадий.
2. Керамический нагревательный элемент по п. 1, отличающийся тем, что материал керамической стержневой матрицы представляет собой, по меньшей мере, оксид алюминия, нитрид кремния, стекло, нитрид алюминия и карбид кремния.
3. Керамический нагревательный элемент по п. 1, отличающийся тем, что резистивный нагревательный элемент изготовлен путем нанесения печатью электропроводящей пасты методом декалькомании, при этом электронная паста содержит вольфрам, марганец, добавку и органический растворитель, при этом добавку выбирают из группы, содержащей, по меньшей мере, рутений, теллур, германий и ванадий.
4. Керамический нагревательный элемент по п. 1, отличающийся тем, что конец керамической стержневой матрицы представляет собой конический конец, и предпочтительно, чтобы длина резистивного нагревательного элемента вблизи конического конца в продольном направлении керамической стержневой матрицы превышала длину другого конца.
5. Керамический нагревательный элемент по п. 3 или 4, отличающийся тем, что весовое отношение вольфрама к марганцу составляет от 7:3 до 9,5:0,5.
6. Керамический нагревательный элемент по любому из пп. 3-5, отличающийся тем, что содержание добавки составляет 0,5-5 весовых процентов от общего веса вольфрама и марганца.
7. Керамический нагревательный элемент по любому из пп. 3-6, отличающийся тем, что органический растворитель представляет собой смесь терпинеола, этилцеллюлозы и абсолютного этанола, и предпочтительно, чтобы содержание органического растворителя составляло 5-20 весовых процентов от общего веса вольфрама и марганца.
8. Способ изготовления керамического нагревательного элемента по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что способ включает нанесение электронной пасты на керамическую стержневую матрицу методом декалькомании.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что выполнение печати методом декалькомании включает нанесение электронной пасты на бумажную пленку для формирования переводной бумаги.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что при печати обеспечивается нанесение большего количества электронной пасты на один конец бумажной пленки, чем на другой конец.
11. Способ по п. 9 или 10, отличающийся тем, что бумажная пленка выполнена, по меньшей мере, из тонкой бумаги, бумаги из древесной массы, бумаги из углеродных волокон, бумаги из синтетического волокна, бумаги из натурального волокна и аналогичных материалов.
12. Способ по п. 9 или 10, отличающийся тем, что выполнение печати методом декалькомании дополнительно включает наклеивание переводной бумаги на керамическую стержневую матрицу, обработанную кислотой или щелочью, и предпочтительно, чтобы выполнение печати методом декалькомании дополнительно включало обжиг керамической стержневой матрицы, оклеенной переводной бумагой, при температуре 1200°C -1800°C в течение 1-4 часов.
13. Способ по п. 8, дополнительно включающий: выполнение глазурования погружением по завершению печати методом декалькомании с последующим обжигом при температуре 1000°C -1200°C.
14. Применение керамического нагревательного элемента по любому из пп. 1-7 и керамического нагревательного элемента, изготовленного в соответствии со способом по любому из пп. 8-13, в нагревателе для инновационных изделий для курения табака.
15. Применение керамического нагревательного элемента по п. 14, отличающееся тем, что новые табачные изделия представляют собой низкотемпературные сигареты.
RU2021104230A 2018-07-23 2018-07-23 Керамический нагревательный элемент, способ его изготовления и его применение RU2758588C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2018/096668 WO2020019120A1 (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种陶瓷发热体及其制备方法和用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758588C1 true RU2758588C1 (ru) 2021-11-01

Family

ID=69180778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104230A RU2758588C1 (ru) 2018-07-23 2018-07-23 Керамический нагревательный элемент, способ его изготовления и его применение

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20210410234A1 (ru)
EP (1) EP3829265A4 (ru)
JP (1) JP7142146B2 (ru)
KR (1) KR102543746B1 (ru)
CA (1) CA3117830A1 (ru)
PH (1) PH12021550138A1 (ru)
RU (1) RU2758588C1 (ru)
WO (1) WO2020019120A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113105267B (zh) * 2021-04-13 2023-01-31 景德镇陶瓷大学 一种陶瓷花纸添加剂、陶瓷花纸、富硒陶瓷及制备方法
CN114133217A (zh) * 2021-12-06 2022-03-04 中国振华集团云科电子有限公司 一种电子烟用ltcc陶瓷发热器制备方法
CN115772039A (zh) * 2022-12-14 2023-03-10 衡阳凯新特种材料科技有限公司 一种具有发热膜的氮化硅发热体的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10302938A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Kyocera Corp セラミックヒータ
JP2000348852A (ja) * 1999-06-01 2000-12-15 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd ヒーター及びその製造方法
RU2201905C2 (ru) * 1996-03-21 2003-04-10 Хальдор Топсеэ А/С Керамический материал на основе оксидов лантанидов и топливный элемент
RU2284595C2 (ru) * 2002-06-28 2006-09-27 Хитроникс СИСТЕМА СТАБИЛЬНОГО ДАТЧИКА ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ/НАГРЕВАТЕЛЯ С ВОЛЬФРАМОМ НА AlN И СПОСОБ
CN204598339U (zh) * 2015-03-31 2015-08-26 东莞市国研电热材料有限公司 一种片状陶瓷发热体
CN104886785A (zh) * 2015-06-15 2015-09-09 湖北中烟工业有限责任公司 一种电子烟多孔陶瓷雾化发热组件

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6753089B2 (en) * 2002-05-23 2004-06-22 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Zircon/zirconia mix for refractory coatings and inks
US7342206B2 (en) * 2004-01-06 2008-03-11 Watlow Electric Manufacturing Company Tailored heat transfer layered heater system
US7771069B2 (en) * 2008-03-05 2010-08-10 Denso International America, Inc. Three-dimensional lighted gauge
KR20150126926A (ko) * 2013-03-13 2015-11-13 셀라네세 아세테이트 앨앨씨 연기 스트림 내의 성분을 감소시키기 위한 연기 필터
TWI576863B (zh) * 2014-12-08 2017-04-01 碩禾電子材料股份有限公司 一種含無鉛玻璃熔塊之導電漿（一）
FR3030493B1 (fr) * 2014-12-18 2016-12-30 Saint Gobain Substrat en verre muni de bandes conductrices a base de cuivre
CN116326845A (zh) * 2015-02-05 2023-06-27 菲利普莫里斯生产公司 具有锚定加热器的气溶胶生成装置
JP6633488B2 (ja) * 2015-09-29 2020-01-22 三ツ星ベルト株式会社 導電性ペースト及び導電膜付基板の製造方法
CN105472791A (zh) * 2015-12-23 2016-04-06 东莞珂洛赫慕电子材料科技有限公司 一种稀土掺杂半导体红外辐射厚膜电子浆料及其制备方法
US11350668B2 (en) * 2016-05-12 2022-06-07 Hubei China Tobacco Industry Co., Ltd. Production method of needle-type heater
US9993027B1 (en) * 2016-12-06 2018-06-12 Funai Electric Co., Ltd. Heater element for a vaporization device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2201905C2 (ru) * 1996-03-21 2003-04-10 Хальдор Топсеэ А/С Керамический материал на основе оксидов лантанидов и топливный элемент
JPH10302938A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Kyocera Corp セラミックヒータ
JP2000348852A (ja) * 1999-06-01 2000-12-15 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd ヒーター及びその製造方法
RU2284595C2 (ru) * 2002-06-28 2006-09-27 Хитроникс СИСТЕМА СТАБИЛЬНОГО ДАТЧИКА ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ/НАГРЕВАТЕЛЯ С ВОЛЬФРАМОМ НА AlN И СПОСОБ
CN204598339U (zh) * 2015-03-31 2015-08-26 东莞市国研电热材料有限公司 一种片状陶瓷发热体
CN104886785A (zh) * 2015-06-15 2015-09-09 湖北中烟工业有限责任公司 一种电子烟多孔陶瓷雾化发热组件

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020019120A1 (zh) 2020-01-30
JP7142146B2 (ja) 2022-09-26
EP3829265A4 (en) 2022-03-02
KR102543746B1 (ko) 2023-06-13
PH12021550138A1 (en) 2021-09-13
US20210410234A1 (en) 2021-12-30
KR20210022724A (ko) 2021-03-03
EP3829265A1 (en) 2021-06-02
JP2021532539A (ja) 2021-11-25
CA3117830A1 (en) 2020-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2758588C1 (ru) Керамический нагревательный элемент, способ его изготовления и его применение
JP3664757B2 (ja) セラミック発熱体の製造方法
CN101321415B (zh) 基于氮化铝微晶陶瓷基板的稀土厚膜电路电热元件及其制备工艺
CN111528529B (zh) 加热器具加热元件及其制备方法
KR100516759B1 (ko) 질화알루미늄소결체 및 그로부터 제조된 금속화기판
TW201125153A (en) Process of forming an electrode on the front-side of a non-textured silicon wafer
WO2023029465A1 (zh) 一种发热元件及其制备方法
JP2008108716A (ja) 低温焼成用導電性ペースト組成物
CN112321330B (zh) 一种基于多副族元素的陶瓷发热体及其制备方法和用途
CN109461514A (zh) 一种导电相复合物、厚膜电阻浆料及其制备方法
CN108682478B (zh) 一种复合氧化物微晶玻璃、绝缘介质浆料及其制备方法和应用
CN114743746B (zh) 一种ntc绝缘层材料及其制备方法和应用
WO2021018264A1 (zh) 一种复合型金属陶瓷发热体及其制备方法和用途
JP6569545B2 (ja) 厚膜銅電極または配線とその形成方法
CN112309607B (zh) 一种基于多副族元素的浆料组合物及其制备方法和用途
CN105304242B (zh) 一种低b值高阻值厚膜ntc浆料的制备方法
CN112309606A (zh) 一种复合型金属浆料组合物及其制备方法和用途
KR102543744B1 (ko) 전자 페이스트 조성물, 및 이의 제조 방법 및 용도
RU2064700C1 (ru) Способ изготовления терморезистора
RU12744U1 (ru) Нагревательный элемент
JPS6381787A (ja) セラミツクヒ−タ
JP2001028291A (ja) ホットプレート及び導体ペースト
CN117198588A (zh) 一种微晶玻璃厚膜发热板高温导电银浆及其制备方法和烧结工艺
JP2003249332A (ja) ホットプレート及び導体ペースト
JPS61183149A (ja) 金属‐セラミクス導体の製造法およびその方法の利用法