[发明专利]一种陶瓷电热组件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发热器件领域，特别涉及陶瓷电热组件及其制备方法。

背景技术

MCH(Metal Ceramics Heater)金属化陶瓷电热元件是一类热效率高、性能稳定、寿命长、安全环保的新型电热器件，自MCH金属化陶瓷电热元件面世以来，产品广受市场青睐。其结构包括：陶瓷基体、设置于陶瓷基体上的两个电极和印刷于陶瓷基体上的发热电阻体。其制备方法为：将金属钨或者是钼锰浆料印刷在陶瓷流延坯体上，经过热压叠层，然后在1600℃氢气氛保护下，陶瓷和金属共同烧结而成的陶瓷发热体。

申请号为200910038679.2的中国发明专利申请公开了一种陶瓷发热元件、陶瓷发热组件及其制备方法。该方法通过了采用HTCC高温共烧陶瓷工艺，在氧化铝陶瓷部件上通过丝印沉积导电层、利用高温共烧生瓷、电镀及气氛钎焊的方式形成一种陶瓷发热组件。

但是利用该HTCC高温共烧陶瓷工艺制备的电热组件，在技术上存在明显的缺陷：首先，需要利用钎焊将引线固定于陶瓷部件上，而且采用了2组以上生瓷片层压工艺，需要经过多次1600℃以上的特殊气氛条件高温烧结，工艺复杂，制造成本高昂；其次，散热性能差；第三该发明制备的电热组件，导电发热层使用高温钨钼锰铜等金属材料，该等材料一般电阻温度系数(T.C.R)高，达到1000～2500ppm/℃，发热电阻的离散性高，电阻温漂不一致，导致发热元件工作时耗散明显，加大了电路设计难度。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种陶瓷电热组件及其制备方法，所述陶瓷电热组件无需钎焊，工艺简单，成本低廉。

本发明公开了一种陶瓷电热组件，包括：

陶瓷基体；

设置于所述陶瓷基体上的发热膜电阻；

设置于所述陶瓷基体上的电极，所述电极至少有两组，与所述发热膜电阻形成电气连接；

设置于所述陶瓷基体上的螺孔，所述螺孔与所述电极形成电气连接；

包覆于所述发热膜电阻外表面的保护层。

优选的，还包括石墨烯涂层，所述石墨烯涂层涂覆于所述陶瓷基体上远离发热膜电阻的一面。

优选的，所述螺孔与所述电极通过侧导电极连接或者所述电极设置于螺孔内。

优选的，所述发热膜电阻由镍-铬合金膜、氧化钌膜、碳膜或热敏薄膜材料制成。

优选的，所述陶瓷基体为圆柱体；

所述电极为两组，设置于所述陶瓷基体的侧壁上；

所述螺孔与所述电极通过侧导电极连接；

所述发热膜电阻设置于所述陶瓷基体外表面的侧壁上；

所述电极与所述发热膜电阻搭接；

所述石墨烯涂层涂覆于所述保护层或所述陶瓷基体的上表面。

优选的，所述陶瓷基体为平板结构，

所述发热膜电阻设置于所述陶瓷基体一侧的表面；

所述电极设置于螺孔内；

所述电极为两组或以上；

所述发热膜电阻与所述电极搭接，形成电气连接；

所述石墨烯涂层涂覆于所述陶瓷基体另一侧的表面。

优选的，还包括：设置于所述电极上的引线和套设在所述引线上的绝缘套管。

本发明还公开了一种陶瓷电热组件的制备方法，包括以下步骤：

(1)经成型得到带有螺孔的陶瓷基体；

(2)在所述陶瓷基体上设置电极，所述螺孔与所述电极形成电气连接；

(3)通过厚膜丝印、贴膜蒸镀或溅射沉积得到与电极连接的、且设置于所述陶瓷基体上的发热膜电阻；

(4)在陶瓷基体上通过厚膜丝印形成覆盖发热膜电阻的保护层，得到陶瓷电热组件。

优选的，所述步骤(3)中，在得到发热膜电阻后还包括在所述发热膜电阻上设置不少于一组的激光切口。当然，根据实际，也可以选择不设置该激光切口，以获得更高的功率输出密度，避免加热部件出现过热点，导致部件过热点烧毁失效。

优选的，所述步骤(3)中，所述发热膜电阻由镍-铬合金膜、氧化钌膜、碳膜或热敏薄膜材料制成。

与现有技术相比，本发明的陶瓷电热组件，包括：陶瓷基体；

设置于所述陶瓷基体上的发热膜电阻；设置于所述陶瓷基体上的电极，所述电极至少有两组，与所述发热膜电阻形成电气连接；

设置于所述陶瓷基体表面的螺孔，所述螺孔与所述电极形成电气连接；覆盖于所述发热膜电阻外表面的保护层。本发明在电热组件上添加了螺孔的结构，避免了引线连接时的钎焊，制备简单、成本低廉。