[发明专利]包括纳米材料填料的加热元件、其制造方法和包括其的设备在审

专利信息
申请号: 201611130231.X 申请日: 2016-12-09
公开(公告)号: CN106961751A 公开(公告)日: 2017-07-18
发明(设计)人: 金世润;水崎壮一郎;高行德;金度润;金夏辰;李昌洙;韩仁泽 申请(专利权)人: 三星电子株式会社
主分类号: H05B3/14 分类号: H05B3/14
代理公司: 北京市柳沈律师事务所11105 代理人: 金拟粲
地址: 韩国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 包括 纳米 材料 填料 加热 元件 制造 方法 设备
【说明书】:

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2015年12月9日提交的韩国专利申请No.10-2015-0175347和2016年10月25日提交的韩国专利申请No.10-2016-0139285的权益,将其公开内容全部引入本文作为参考。

技术领域

本公开内容涉及加热元件,且更具体地涉及包括纳米材料填料的加热元件、包括所述加热元件的设备和制造所述加热元件的方法。

背景技术

加热元件可分为:具有碳(例如石墨、碳纳米管、炭黑等)作为主要元件的有机加热元件、包括金属(例如Ag、Ni-Cr组、Mo、W等)的金属加热元件、和包括陶瓷(例如碳化硅、硅化钼等)的陶瓷加热元件。加热元件可进一步分为具有棒形状的棒型加热元件和其中将厚膜形式的加热元件放置在基底上的辊型加热元件。有机加热元件可容易地和便宜地制造,但是其高温耐久性低,因为有机材料在高温下与氧气反应。金属加热元件具有高的电导率(导电性)且可容易地控制,并且因此,其发热(热产生)特性高,但是在高温下,金属可被氧化,并且因此,发热特性可降低。陶瓷加热元件具有低的与氧气的反应性,并且因此,具有长的高温耐久性,但是其电导率与金属加热元件相比相对低,而且,陶瓷在高温下烧结。棒型加热元件容易制造,但是在其腔中保持温度是困难的。然而,在辊型加热元件中,整个辊可发热,并且因此,其腔中的温度可得以均匀地保持。

发明内容

提供由于提高的电导率而具有高的发热特性的加热元件。

提供通过改善的加工性能而在相对降低的烧结温度下制造所述加热元件的方法。

提供通过包括所述加热元件而提高发热效率的设备。

另外的方面将在以下描述中部分地阐明并且部分地将从所述描述明晰,或者可通过所呈现的示例性实施方式的实践而获知。

根据实施方式的一个方面,加热元件包括:基体材料;和纳米材料型填料,其中所述纳米材料型填料是纳米片或者纳米棒。

所述基体材料可包括如下之一:玻璃粉和有机材料。

所述玻璃粉可包括如下之一:氧化硅、氧化锂、氧化镍、氧化钴、氧化硼、氧化钾、氧化铝、氧化钛、氧化锰、氧化铜、氧化锆、氧化磷、氧化锌、氧化铋、氧化铅、和氧化钠。

所述玻璃粉可通过将添加剂添加至氧化硅而形成并且所述添加剂可包括如下的至少一种:Li、Ni、Co、B、K、Al、Ti、Mn、Cu、Zr、P、Zn、Bi、Pb、和Na。

所述有机材料可为有机聚合物。

所述有机聚合物可包括如下之一:聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、液晶聚合物(LCP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、和聚醚醚酮(PEEK)。

所述填料可包括如下的至少一种或至少两种:氧化物、硼化物、碳化物、和硫属化物。

所述填料可具有在约1nm-约1,000nm范围内的厚度和在约0.1μm-约500μm范围内的长度,和所述加热元件中的所述填料的含量可在约0.5体积%-100体积%的范围内,基于所述加热元件的总重量。所述填料的含量的上限可小于100体积%,基于所述加热元件的总重量。

所述填料可包括具有至少1,250S/m的电导率的纳米材料。

根据实施方式的一个方面,提供加热元件的制造方法,所述方法包括制造纳米材料型填料。将所述纳米材料型填料与基体材料混合,然后将所述纳米材料型填料和所述基体材料的混合物涂覆在基底上。然后,进行对在所述基底上的所涂覆的混合物的热处理,其中所述纳米材料型填料是纳米片或者纳米棒。

在以上方法中,所述填料可如下制造。

首先,形成包括纳米材料的水溶液,然后计算所述纳米材料相对于所述纳米材料水溶液的浓度(g/L)。然后,量取一定体积的所述纳米材料水溶液,使得所述纳米材料水溶液包括期望重量的所述纳米材料。从所量取的纳米材料水溶液除去溶剂。

对在所述基底上的所涂覆的材料的热处理可如下进行:可将涂覆在所述基底上的混合物干燥,然后可将经干燥的所得产物烧结。

所述基底可具有与所述基体材料相同的组成或不同的组成。

所述基底可为硅晶片或者金属基底。

所述涂覆可经由丝网印刷方法、喷墨方法、浸涂方法、旋涂方法、或者喷涂方法进行。

根据示例性实施方式的一个方面,设备包括包含纳米材料填料的加热元件。所述设备中包括的所述加热元件可为如上所述的加热元件。

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