[发明专利]一种新型烟草用整体式红外发热元件及其制备方法

权利要求书

1.一种新型烟草用整体式红外发热元件，其特征在于：以陶瓷基复合材料为发热基体，与天然矿石红外材料采用一次烧成工艺复合制备而成。

2.根据权利要求1所述的新型烟草用整体式红外发热元件，其特征在于：所述陶瓷基复合材料包含硬质相陶瓷固溶体和粘结相金属，所述硬质相陶瓷固溶体为碳化物、氮化物及硼化物中的一种或多种，所述粘结相金属为Ni、Cr、Fe和Co中的一种或多种；所述的硬质相陶瓷固溶体与粘结相金属重量比在1.5-8：1。

3.根据权利要求1所述的新型烟草用整体式红外发热元件，其特征在于：所述的天然矿石红外材料为石英、镁电气石、锂辉石、黑铜矿、硬水铝石、勃姆石、方解石、绿帘石、斜黝帘石、白云石、钙铝榴石、钙铁榴石、铁橄榄石、褐帘石、黑柱石和高岭石中的一种或多种。

4.一种根据权利要求1-3之一所述的新型烟草用整体式红外发热元件的制备方法，各组分按重量百分比计，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：陶瓷基复合材料坯料准备

(1)球磨：将碳化物、氮化物及硼化物中的一种或多种硬质相陶瓷固溶体粉50％-70％、粘结相金属粉8％-18％、WC粉10-20％、Mo粉5-13％和石墨粉0.3％-2.8％，在球磨机中进行球磨得粉末浆料，球料比为8-10：1，转速为150-300rpm，球磨时间为18-72h，磨球材质为硬质合金或氧化铝；所述粘结相金属为Ni、Cr、Fe和Co中的一种或多种；

(2)真空干燥：将步骤(1)所得的粉末浆料进行真空干燥，其中所述真空干燥温度为75-95℃；干燥时间为24-96h；

(3)混合造粒：将真空干燥所得的混合物在造粒机中进行混合造粒，并然后进行过筛，过筛尺寸为35目～10目；

(4)压制成型：将步骤(3)造粒的粉料进行压制成型，其中所述压制压强为250-400MPa、保压时间为0.2-1min；

(5)脱模干燥：将步骤(4)成型好的陶瓷基复合材料坯料再次进行真空干燥，干燥温度为60-85℃；干燥时间为12-24h；干燥好后的坯料在密闭环境内备用；

步骤二：天然矿石红外浆料准备

(1)粉碎球磨：将天然矿石红外材料进行粉碎球磨，球料比为6-10：1，转速为150-300rpm和时间为12-24h，磨球材质为氧化铝；所述的天然矿石红外材料为石英、镁电气石、锂辉石、黑铜矿、硬水铝石、勃姆石、方解石、绿帘石、斜黝帘石、白云石、钙铝榴石、钙铁榴石、铁橄榄石、褐帘石、黑柱石和高岭石中的一种或多种；

(2)混合球磨：将粉碎球磨好的天然矿石红外材料选取600-1200目粉末，加入膨润土与水混合后再次进行球磨得天然矿石红外材料浆料；球料比为7-10：1，转速为200-300rpm和时间为24-36h，磨球材质为氧化铝；所述膨润土用量占天然矿石红外材料质量的3-12％，加水量占天然矿石红外材料的12-18％；

步骤三：整体式红外发热元件烧结

将天然矿石红外材料浆料通过浸制、淋制或者喷涂方式均匀包裹在陶瓷基复合材料坯料外围，并预留电极点；再将包裹后的陶瓷基复合材料坯料在高于1×10^-1Pa真空度下进行烧结制得整体式红外发热元件，烧结温度为1100-1450℃，保温时间为30-60min。

5.根据权利要求4所述新型烟草用整体式红外发热元件的制备方法，其特征在于：制备出的整体式红外发热元件根据使用情况进行焊接引线，所用焊料采用银铜焊料。