本實(shí)用新型涉及電熱材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子噴涂鋁基材電熱器件。

背景技術(shù)：

等離子噴涂是采用剛性等離子弧為熱源、以噴涂粉末材料為主的熱噴涂方法，等離子弧是等離子體弧的簡(jiǎn)稱；等離子體是指氣體在超高溫狀態(tài)下被部分或全部電離，形成正負(fù)離子（電子）數(shù)量相等而整體呈電中性的導(dǎo)電體。電弧本身是等離子體，但只有當(dāng)電弧通過(guò)熱收縮效應(yīng)、自磁壓縮效應(yīng)、機(jī)械壓縮效應(yīng)被壓縮，成為具有更高溫度的壓縮電弧時(shí)，才稱為等離子體弧，其中心溫度可達(dá)到10000℃-50000℃，這樣高的溫度使所有的金屬和陶瓷材料都能夠得以噴涂。

需進(jìn)一步解釋，等離子噴涂技術(shù)在航天技術(shù)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，且已逐漸開(kāi)始應(yīng)用于汽車(chē)上，這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是隔熱效果好、能承受高溫和高壓、工藝成熟、質(zhì)量穩(wěn)定；為達(dá)到低散熱的目標(biāo)，可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室部件進(jìn)行陶瓷噴涂，如活塞頂噴的氧化鋯、缸套噴的氧化鋯等，經(jīng)過(guò)這種處理的發(fā)動(dòng)機(jī)可以降低散熱損失、減輕發(fā)動(dòng)機(jī)自身質(zhì)量、減小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸、減少燃油消耗量。隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，等離子噴涂技術(shù)將會(huì)更廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)。

需進(jìn)一步指出，現(xiàn)有厚膜電熱器件介質(zhì)層主要在不銹鋼基材、陶瓷基材、玻璃基材上通過(guò)反復(fù)絲印/燒結(jié)玻璃釉料完成，生產(chǎn)效率低、成本高，并且產(chǎn)品缺陷難以控制、材料選擇范圍有限、性能難以提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種等離子噴涂鋁基材電熱器件，該等離子噴涂鋁基材電熱器件具有以下優(yōu)點(diǎn)，具體為：1、突破了原有基材局限于不銹鋼、陶瓷以及玻璃的限制，且能夠有效地減輕電熱器件的重量并降低材料成本；2、介質(zhì)層、電阻層、封裝層采用粉末直接噴涂一次成型，生產(chǎn)效率高且產(chǎn)品合格率高；3、介質(zhì)層、電阻層、封裝層通過(guò)等離子噴涂方式噴涂而成，各層之間的結(jié)合力強(qiáng)，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠性好。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

一種等離子噴涂鋁基材電熱器件，包括有鋁基材，鋁基材的表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂有介質(zhì)層，介質(zhì)層的外表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂有電阻層，電阻層的外表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂有封裝層，電阻層設(shè)置有外露于封裝層的電極；

介質(zhì)層為陶瓷粉末層或者玻璃粉末層；

電阻層為鉬粉末層、鈮粉末層、鎳粉末層、鉬合金粉末層、鈮合金粉末層或者鎳合金粉末層；

封裝層為陶瓷粉末層或者玻璃粉末層。

其中，所述介質(zhì)層的厚度為30μm -500μm。

其中，所述電阻層的厚度為20μm -80μm。

其中，所述封裝層的厚度為10μm -50μm。

其中，所述鋁基材為純鋁基材或者鋁合金基材。

其中，所述陶瓷粉末為氧化物陶瓷粉末、氮化物陶瓷粉末、碳化物陶瓷粉末、硼化物陶瓷粉末中的一種或者至少兩種所組成的混合粉末。

其中，所述陶瓷粉末為氧化鋁陶瓷粉末。

本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型所述的一種等離子噴涂鋁基材電熱器件，其鋁基材表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂介質(zhì)層，介質(zhì)層外表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂電阻層，電阻層外表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂封裝層，電阻層設(shè)置外露于封裝層的電極；介質(zhì)層為陶瓷粉末層或者玻璃粉末層；電阻層為鉬粉末層、鈮粉末層、鎳粉末層、鉬合金粉末層、鈮合金粉末層或者鎳合金粉末層；封裝層為陶瓷粉末層或者玻璃粉末層。該等離子噴涂鋁基材電熱器件具有以下優(yōu)點(diǎn)，具體為：1、突破了原有基材局限于不銹鋼、陶瓷以及玻璃的限制，且能夠有效地減輕電熱器件的重量并降低材料成本；2、介質(zhì)層、電阻層、封裝層采用粉末直接噴涂一次成型，生產(chǎn)效率高且產(chǎn)品合格率高；3、介質(zhì)層、電阻層、封裝層通過(guò)等離子噴涂方式噴涂而成，各層之間的結(jié)合力強(qiáng)，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠性好。

附圖說(shuō)明

下面利用附圖來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，但是附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。

圖1為本實(shí)用新型的鋁基材電熱器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的鋁基材電熱器件另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1和圖2中包括有：

1——鋁基材 2——介質(zhì)層

3——電阻層 4——封裝層

5——電極。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明。

如圖1所示，一種等離子噴涂鋁基材1電熱器件，包括有鋁基材1，鋁基材1的表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂有介質(zhì)層2，介質(zhì)層2的外表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂有電阻層3，電阻層3的外表面通過(guò)等離子噴涂方式噴涂有封裝層4，電阻層3設(shè)置有外露于封裝層4的電極5；

介質(zhì)層2為陶瓷粉末層或者玻璃粉末層；

電阻層3為鉬粉末層、鈮粉末層、鎳粉末層、鉬合金粉末層、鈮合金粉末層或者鎳合金粉末層；

封裝層4為陶瓷粉末層或者玻璃粉末層。

其中，介質(zhì)層2的厚度為30μm -500μm，電阻層3的厚度為20μm -80μm，封裝層4的厚度為10μm -50μm，鋁基材1為純鋁基材1或者鋁合金基材；陶瓷粉末為氧化物陶瓷粉末、氮化物陶瓷粉末、碳化物陶瓷粉末、硼化物陶瓷粉末中的一種或者至少兩種所組成的混合粉末，優(yōu)選的，陶瓷粉末為氧化鋁陶瓷粉末。

通過(guò)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該等離子噴涂鋁基材1電熱器件具有以下優(yōu)點(diǎn)，具體為：1、突破了原有基材局限于不銹鋼、陶瓷以及玻璃的限制，且能夠有效地減輕電熱器件的重量并降低材料成本；2、介質(zhì)層2、電阻層3、封裝層4采用粉末直接噴涂一次成型，生產(chǎn)效率高且產(chǎn)品合格率高；3、介質(zhì)層2、電阻層3、封裝層4通過(guò)等離子噴涂方式噴涂而成，各層之間的結(jié)合力強(qiáng)，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠性好。

對(duì)于上述等離子噴涂鋁基材1電熱器件而言，其可以采用以下制備方法制備而成，具體的，一種等離子噴涂鋁基材1電熱器件的制備方法，其特征在于，包括有以下工藝步驟，具體為：

a、清洗鋁基材1并使得鋁基材1保持潔凈；

b、通過(guò)等離子噴涂設(shè)備將陶瓷粉末或者玻璃粉末噴涂于鋁基材1的表面，以噴涂形成介質(zhì)層2；

c、待介質(zhì)層2噴涂完畢后，通過(guò)等離子噴涂設(shè)備將電熱材料粉末噴涂于介質(zhì)層2的外表面，以形成電阻層3；其中，電熱材料粉末為鉬粉末、鈮粉末、鎳粉末、鉬合金粉末、鈮合金粉末、鎳合金粉末中的一種或者至少兩種所組成的混合粉末；

d、待電阻層3噴涂完畢后，于電阻層3制備電極5；

e、待電極5制備完畢后，通過(guò)等離子噴涂設(shè)備將陶瓷粉末或者玻璃粉末噴涂于電阻層3的外表面，以形成封裝層4。

其中，所述等離子噴涂設(shè)備的輸出功率為500w-500kw，等離子噴涂設(shè)備采用氮?dú)?、氬氣、氦氣、氫氣中的一種或多種混合氣體進(jìn)行保護(hù)，等離子噴涂設(shè)備的噴涂送粉壓力0.1 MPa -5MPa，等離子噴涂設(shè)備的送粉精度±0.1%-±1%，等離子噴涂設(shè)備的送粉量0 kg/min -1kg/min。

進(jìn)一步的，該等離子噴涂鋁基材1電熱器件耐電壓強(qiáng)度：1000-3500V；電絕緣性：＞10⁸MΩ；漏電流：＜0.5mA（1.06倍工作電壓）；熱沖擊性能：400℃水淬（水溫20℃）5次，顯微鏡觀察無(wú)裂紋。

下面以一具體例子來(lái)上述制備方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，具體的：1、將100*120*10mm的純鋁基材1清洗潔凈；2、通過(guò)等離子設(shè)備采用功率為200kw、送粉壓力為0.8MPa、送粉流量為150g/min、送粉精度0.5%的參數(shù)，將粒度為15μm的氧化鋁陶瓷粉末噴涂于鋁基材1上，以形成介質(zhì)層2，介質(zhì)層2厚度為280μm；3、接著用功率為120kw、送粉壓力為0.6MPa、送粉流量為70g/min、送粉精度0.3%的工藝參數(shù)，將粒度為20μm的Ni28Cr70Al2粉末噴涂于鋁基材1的介質(zhì)層2上，制備的電阻層3厚度為35μm、線寬3mm、間距0.1mm；4、制備電極5和噴涂封裝層4，封裝層4為20微米的氧化鋯陶瓷粉末層。所制備而成的鋁基材1電熱器件總功率為4500w、TCR為45ppm/℃；耐電壓強(qiáng)度：3000V；電絕緣性：＞10⁸MΩ；漏電流：＜0.5mA（1.06倍工作電壓）；熱沖擊性能：500℃水淬（水溫20℃）5次，顯微鏡觀察無(wú)裂紋。

以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。