[发明专利]氮化硅复合发热体及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电热元件，尤其涉及一种氮化硅复合发热体及其制作方法。

背景技术

到目前为止，高强度Si₃N₄陶瓷加热片，是把钨丝压入Si₃N₄粉体内进行烧结而成，但缺点在于：

1.钨丝为金属导体，与Si₃N₄粉体之间存在明显界面，烧结后很难成为一体，高温下易断路；

2.金属表面在Si₃N₄分众烧结有氧化层，不易烧成整体；

3.金属与Si₃N₄粉体的热膨胀系数不一样，在反复加热，冷却的过程中，出现断路的概率很大；

4.钨丝在Si₃N₄粉体内烧结电阻值变化很大，对电阻值很难精确控制；

5.不能使用大直径的钨丝，直径越大的钨丝，越容易断路；

6.成品率很难控制；

7.不适合制作高功率的加热片。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化硅复合发热体，不存在金属与氮化硅界面，强度高、不易短路、断路，安全性高。

本发明的另一目的在于提供一种上述氮化硅复合发热体的制作方法，采用震荡烧结工艺，将金属粉体与氮化硅粉体烧结一体，获得性能佳的发热体，适合制作大功率的复合发热体。

为实现上述目的，本发明提供一种氮化硅复合发热体，其包括发热源及发热本体，发热本体包括粉体组分：铜、钼、镍及氮化硅，发热源包括粉体组分：钨，上述各粉体组分重量份如下：铜2-4份、钼25-30份、镍15-20份、氮化硅6-23份、及钨35-40份。

本发明还提供一种上述氮化硅复合发热体的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供原料粉体并制备钨粉坯体，原料粉体包括：钨35-40份、铜2-4份、钼25-30份、镍15-20份、及氮化硅6-23份；

步骤2、制作氮化硅坯体：将铜、钼、镍、及氮化硅粉体按比例混合，放入金属模具中压制，形成氮化硅坯体；

步骤3、毛坯成型：将钨粉坯体放入氮化硅坯体中，加压，使得钨粉坯体完全包裹于氮化硅坯体中，制得毛坯；

步骤4、震荡烧结；

步骤5、冷却，制得氮化硅复合发热体。

步骤1中将钨粉体放入模具中进行压制，形成钨粉坯体，备用。

所述钨粉坯体为发热源坯体，氮化硅坯体为发热本体坯体。

所述步骤3中，采用模具将钨粉坯体压制在氮化硅坯体中，该模具中间设有插销，通过该插销将钨粉坯体包裹于氮化硅毛坯中，压制制得坯体。

步骤4中采用双向热压震荡烧结炉以60-150吨双向压力对毛坯进行震荡烧结，烧结温度为1500-1800℃。

本发明的有益效果是：本发明的氮化硅复合发热体，将多种经特质可控电阻的金属粉体压入氮化硅粉体内，经震荡烧结，使粉体与粉体之间相互很好地嵌合一体，成品合格率高，获得的发热体内不存在任何烧结后的界面，使强度大大提高，不易断路、短路，安全性大大提高，适合制作大功率的加热片，可最大效率实现电热转换。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明的氮化硅复合发热体的制作方法流程图。

具体实施方式

本发明的氮化硅复合发热体，包括发热本体及发热源，该氮化硅复合发热体由金属粉体及陶瓷粉体震荡烧结而成，各粉体组分及其重量份如下：铜(Cu)2-4份、钼(Mo)25-30份、钨(W)35-40份、镍(Ni)15-20份、及氮化硅(Si₃N₄)6-23份。其中陶瓷粉体为氮化硅粉体，与铜、钼及镍粉体等作为发热本体的原料组分，钨粉体作为发热源的原料组分。

如图1所示，本发明氮化硅复合发热体的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、提供原料粉体并制备钨粉坯体，各原料粉体包括：钨35-40份、铜2-4份、钼25-30份、镍15-20份、及氮化硅6-23份。

钨粉坯体的制备：将钨粉体放入模具中进行压制，形成钨粉坯体，备用，该钨粉坯体为发热源坯体。

步骤2、制作氮化硅坯体：将铜、钼、镍、及氮化硅粉体按比例混合，放入金属模具中压制，形成氮化硅坯体，该氮化硅坯体即为发热本体坯体。