[发明专利]半导体用镍基合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍基合金半导体发热材料，镍基合金主要由镍、铋、铀、钛组成，该合金经高温、高压、高真空溅射在玻璃或其它载体表面上后，可以制成电加热体。

背景技术

镍是一种银白色的铁磁性金属。密度8.9克/厘米3，熔点1455℃。镍具有磁性，是许多磁性材料的主要组成成分。镍还具有良好的抗氧化性，在空气中，镍表面形成NiO薄膜，可阻止进一步氧化。实验证明：纯度为99％的镍，20年内不会发生锈痕。镍的抗腐蚀能力很强，尤其是对苛性碱的抗蚀能力强，在50％的沸腾苛性钠溶液中镍每年的腐蚀速度不超过25微米。镍的强度和塑性也很好，可承受各种压力加工。目前，镍的用途镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金和合金结构钢。镍和铬、铜、铝、钴等元素可组成耐热合金、电工合金和耐蚀合金等。镍铬合金(如Ni-Cr20)有高的耐热性和大的电阻，用它做的热电体(电阻丝)，可用作电炉、电烙铁、电熨斗等的电热元件，可在1100℃下长期工作；Ni-Cr9和Ni-Cr10虽然耐热性略差，但电阻大，电阻温度系数小，热电势大，是热电偶的好材料。镍基耐热合金主要作涡轮发动机涡轮盘、燃烧室和涡轮叶片等。著名的“蒙乃尔”合金是含铜、铁和锰的耐蚀镍合金，强度高，塑性好，耐腐蚀，成为电器、海轮和医疗器械制造业的重要材料。镍硅合金常制成线、带、棒用于电子管和电真空仪器中。此外，镍是镍——镉、镍——氢电池的主要材料。现有技术中，虽然对以镍为基体的合金材料有较多研究，但大多都是金属导体。对于以镍为基体的半导体发热材料的研究很少。

发明内容

本发明的目的是：向社会提供一种以镍为基体的合金材料，该合金材料具有半导体的性质，可以用来制作各种不同的电加热体。

本发明的技术方案是：一种镍基合金半导体发热材料，含有重量百分比：镍50—64％、铋21—35％、钴10—23％和钛5—12％。

其最佳比例为镍55％、铋22％、钴15％和钛8％。

所述半导体镍基合金材料的电阻值为0.5欧姆至50欧姆。

本发明镍基合金半导体发热材料具有良好的低压性，用直流10至60伏电压即可驱动工作；用镍基合金半导体发热材料所制成的纳米电加热体具有电热转换效率高，不会产生电人或漏电的安全问题，使用简单，用途广泛的优点，广泛适用于柔性发热体或硬质发热体的制作，如救生电暖衣，电暖帽、电暖鞋、电暖帽手套、野外电暖被、及军队野外做饭等。

具体实施方式

实施例1

用镍50克、铋30克、钴10克、钛10克和载体玻璃管同时放在真空电镀溅射机内，真空电镀溅射机的供电电压为220V，电流为25A，在真空度98×10^-2帕条件下，经溅射产生粒径不大于80nm纳米镍、纳米铋、纳米钴和纳米钛，混合镀到玻璃管外壁，玻璃管的长为20cm，直径为2cm，溅射时间25分钟，然后在玻璃管两端涂上导电层引出电源线，将喷涂好的电加热体在高温电烤箱内烤2小时即可得到可以使用的镍基合金电加热体。该电加热体的电阻值为10欧姆。

用2℃-45℃的水进行加热实验，由直流供电，电压为20V，检测纳米电加热体的电热转换效率，实验数据如下表：

表1