[发明专利]一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，包括以下步骤：制备陶瓷流延浆料并将其流延成片式陶瓷生坯；制备丝网印刷用金属浆料，通过丝网印刷制备片式复合生坯；进行叠层与热合得到片式发热体材料坯体；低温流延成型和冷冻干燥，得到复合发热体材料预制体；然后烧结得到复合发热体材料；最后通过浸渍法得到耐高温金属/陶瓷复合发热体材料。本发明一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，解决了现有技术制备的发热体材料发热效率低、寿命短等问题，该材料耐受温度高、发热效率高、寿命长，在内燃机进气加热歧管、汽化器，红外热源、点火器、发动机电热塞、固体氧化物燃料电池等领域有广阔的应用前景。

主权项

一种耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，常温流延成型按体积百分比取陶瓷粉30%～50%，粘合剂5%～15%，蒸馏水35%～65%，上述各组分体积百分比之和为100%；将上述各组分充分混合后除气并筛分，得到陶瓷流延浆料，将所述陶瓷流延浆料流延成片式陶瓷生坯；步骤2，丝网印刷按体积百分比取金属粉30%～70%，添加剂30%～70%，上述各组分体积百分比之和为100%；将上述各组分充分混合后除气并筛分，得到丝网印刷用金属浆料，将丝网印刷用金属浆料通过丝网印刷机印制在所述步骤1得到的片式陶瓷生坯一侧的表面，印制的金属形状为网状或S形，厚度为50μm～300μm，25℃～70℃烘干后得到片式复合生坯；步骤3，叠层与热合将所述步骤2得到的片式复合生坯按照印制有金属形状的一面向上的顺序叠层，叠层数量为2层～5层，在最上层放置一层所述步骤1得到的片式陶瓷生坯，然后在真空环境中热合，使得各层片式复合生坯紧密结合，得到片式发热体材料坯体；步骤4，低温流延成型和冷冻干燥按体积百分比取陶瓷粉10%～40%，分散剂1%～5%，蒸馏水55%～89%，上述各组分体积百分比之和为100%，将取得的上述各组分充分混合，得到陶瓷冷冻干燥浆料；然后将所述步骤3得到的片式发热体材料坯体进行预冻，接着迅速将所述陶瓷冷冻干燥浆料在预冻后的片式发热体材料坯体两侧分别流延成型，环境湿度为75%～99%，流延厚度为400～1000μm，每次流延后进行定向冷冻，然后在1Pa～600Pa的环境中常温干燥，得到表面具有鳍片结构的复合发热体材料预制体；步骤5，烧结将所述步骤4得到的复合发热体材料预制体在温度为1300℃～1800℃、真空度为1×10^‑4Pa～4×10^‑1Pa的环境中烧结1h～4h，得到表面具有鳍片结构的复合发热体材料；步骤6，耐高温金属/陶瓷复合发热体材料的制备按质量百分比取电磁辐射陶瓷前驱体10%～40%，蒸馏水60%～90%，上述各组分质量百分比之和为100%，将取得的上述各组分均匀混合后得到前驱体溶液，将所述步骤5得到的表面具有鳍片结构的复合发热体材料在所述前驱体溶液中浸渍3次～10次，每次浸渍后干燥，最后真空煅烧，获得具有表面电磁辐射热传导和鳍片结构的耐高温金属/陶瓷复合发热体材料。