專利名稱：一種電熱膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電熱膜及其制造方法，屬于發(fā)熱元件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明電熱膜發(fā)熱元件是近十幾年來發(fā)展形成的一種新型面發(fā)熱技術(shù)。由于是面發(fā)熱，它的電熱轉(zhuǎn)換率大于90％，其加熱速度快，同時具有遠(yuǎn)紅外發(fā)射加熱功能。在本發(fā)明作出以前，已有技術(shù)中，電熱膜通常是采用在基材上噴氯化錫經(jīng)高溫加熱合成一體。該種結(jié)構(gòu)的電熱膜經(jīng)不起高溫加熱，其工作溫度只能在300℃左右；用途范圍局限，只能進(jìn)行輻射加熱；耐溫性差，功率衰減快，易老化，使用壽命短，因此不能形成工業(yè)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種功率大、工作溫度高，電壓適用范圍寬，物理化學(xué)性能好，耐濕、耐酸堿，加熱后無氧化和老化現(xiàn)象，無毒、無有害輻射，無任何環(huán)境污染的一種電熱膜及其制造方法。
本發(fā)明的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的電熱膜其組成配比(按重量百分?jǐn)?shù))為A四氯化錫40-50B三氯化鈦30-40C三氯化銻0.1-0.3D二氯化鈣0.1-0.3E異丙醇 2-3F乙醇10-13G水 2-5采用上述配方經(jīng)混合攪拌加熱，制成電熱膜處理液，并進(jìn)行負(fù)壓噴霧在基材上為電熱膜半成品，再經(jīng)涂氧化銀漿后烘燒為成品。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝如下1.電熱膜處理液的生產(chǎn)取四氯化錫、三氯化鈦、三氯化銻、二氯化鈣、異丙醇、乙醇、水放在混合加熱機內(nèi)混合加熱，加熱溫度60℃-80℃，混合攪拌均勻，使固體全部溶解，冷卻至常溫，然后過濾即得電熱膜處理液。
2.半成品電熱膜生產(chǎn)采用碳化硅作制膜爐芯，電加熱功率在9KW-12KW，爐溫溫度為600℃-800℃，將基材放入爐內(nèi)加熱，用負(fù)壓噴槍將電熱膜處理液噴入爐內(nèi)，電熱膜在基材表面沉積結(jié)晶，形成半導(dǎo)體電導(dǎo)薄膜，每次噴入量為1-3ml，噴入次數(shù)為2-5次，常溫電阻為1-3000Ω，通過測試為電熱膜半成品。
3.在上述電熱膜半成品兩端表面涂上氧化銀漿，送入電極加工爐經(jīng)300℃-550℃的烘燒后，使氧化銀完全還原銀同時與電熱膜層熔合為一體即為本發(fā)明成品。
在本發(fā)明中原料為市場所購，設(shè)備采用常規(guī)設(shè)備?；目蛇x用碳化硅及各種陶瓷、玻璃、云母材料等，具有很大的選擇性。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本發(fā)明制造工藝簡單，最大功率可做到5KW，最高工作溫度可達(dá)450℃，功率密度可做成0.1w/cm2-20w/CM2；具有遠(yuǎn)紅外輻射功能，波長為2.5微米-15微米；無沖擊電流，電壓實用范圍寬，可從3V-400V不同電壓的各種功率元件；膜層與基材以化學(xué)鍵結(jié)合成一體，無脫落之慮，物理化學(xué)性能好，耐濕、耐酸堿，加熱后無氧化和老化現(xiàn)象，無毒，無有害輻射，無任何污染；元件尺寸，形狀可制成多樣化，形狀可制成板狀、管狀等異形件；無明火，安全可靠，使用壽命長達(dá)5000小時以上，具有PTC功能的電熱膜發(fā)熱元件。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖圖2本發(fā)明電阻溫度曲線圖
具體實施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進(jìn)一步描述實施例一本發(fā)明實施例中配方比例按重量百分?jǐn)?shù)計算1.電熱膜處理液的生產(chǎn)本發(fā)明取四氯化錫40、三氯化鈦40、三氯化銻0.1、二氯化鈣0.1、異丙醇2、乙醇10、水2放在混合加熱機內(nèi)混合加熱到70℃，攪拌均勻，使原料中固體全部溶解，當(dāng)冷卻溫度為常溫時進(jìn)行過濾，即成電熱膜處理液待用。
2.電熱膜半成品的生產(chǎn)本發(fā)明采用碳化硅作為制膜爐芯，電加熱功率在9KW-12KW，選用可控硅元件作溫度控制板。爐溫控制在650℃時，將基材碳化硅放入爐內(nèi)加熱，當(dāng)其基材碳化硅及爐溫達(dá)到650℃溫度時，用負(fù)壓噴槍將電熱膜處理液噴入爐內(nèi)，此時處理液在高溫中完全氣化，同時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在化學(xué)能的作用下，在基材表面(碳化硅)沉積結(jié)晶，逐步形成半導(dǎo)體電導(dǎo)薄膜，共噴3次，每次噴入2ml，按設(shè)定的常溫電阻為1-3000Ω，在達(dá)到設(shè)計要求后即可出爐，通過測試即為電熱膜半成品。
3.電熱膜成品生產(chǎn)將上述電熱膜半成品兩端表面涂上氧化銀銀漿(涂電極)，送入電極加工爐經(jīng)500℃烘燒后，使氧化銀完全還原為銀同時與電熱膜元件兩端電熱膜層熔合合成一體既為本發(fā)明成品。
在本實施例中按上述處理成電熱膜元件的電阻-溫度特性曲線如圖2所示TN-為負(fù)溫度系數(shù)的轉(zhuǎn)折點溫度。
TP-為正溫度系數(shù)的轉(zhuǎn)折點溫度。
TD-TR為電熱膜的工作范圍溫度。
TMAX-為電熱膜元件的最大電阻溫度從上述配方制作的電熱膜的電阻溫度特性曲線圖可以看出，它在150℃開始至300℃為負(fù)電阻溫度系數(shù)，這一端它升溫很快，到350℃是正電阻溫度系數(shù)的轉(zhuǎn)折溫度，工作點溫度在400℃，所以它能自我控制在400℃的溫度左右。
下面為本發(fā)明與PTC及普通電熱膜的功能比較見表一本發(fā)明NPC電熱膜與PTC陶瓷件、普通電熱膜功能比較表一
實施例二配方比例按重量百分?jǐn)?shù)計算在本實施例中取四氯化錫45、三氯化鈦35、三氯化銻0.2、二氯化鈣0.2、異丙醇2.5、乙醇11.5、水3.5，采用實施例一中的生產(chǎn)工藝同樣制得符合重量指標(biāo)要求的電熱膜。在本實施例中原料混合加熱溫度為80℃；電加熱功率在10kw；爐溫控制溫度為750℃；電熱膜處理液共噴4次，每次噴入量為1.5ml。
實施例三配方比例按重量百分?jǐn)?shù)計算在本實施例中取四氯化錫50、三氯化鈦30、三氯化銻0.3、二氯化鈣0.3、異丙醇3、乙醇13、水5，采用實施例一、二中的生產(chǎn)方法同樣制得符合要求的電熱膜。
下面為本發(fā)明的用途及原理本發(fā)明功能性電熱薄膜，具有PTC功能的電熱膜技術(shù)。在居里溫度前是電阻隨溫度升高而減少的負(fù)溫度系數(shù)(NTC)，在居里溫度后電阻隨溫度升高而升高的正溫度系數(shù)(PTC)特性而集于一體的N-PTCR-V型電阻-溫度特性曲線的材料。這個過程是一方面利用不等價離子的取代，使其能提供大量可供導(dǎo)電的電子和空穴，使晶粒具有很大的半導(dǎo)體電導(dǎo)性，另一方面又利用鐵電性在居里溫度附近因溫度而自發(fā)極化的突變，通過內(nèi)場的變化導(dǎo)致晶界上勢壘的突變，使之呈現(xiàn)很大的電阻正溫度系數(shù)，從而得到完全可控電阻溫度非線性變化的電熱薄膜發(fā)熱元件。
用途范圍極廣1.工業(yè)上可制成大型干燥設(shè)備的熱源，糧食飼料、藥材的干燥，食品加工的無油無污染的烘烤，染整設(shè)備中的烘干、熱定型，由于有良好的抗熱震性，特別適用于制造主體烘烤箱、烘房、烘道、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)器的風(fēng)溫可高達(dá)300℃，它能輻射2.5um-15um波長的遠(yuǎn)紅外線，有很高的熱穿透性能，可做成性能優(yōu)良的輻射加熱器，煙葉的脫水干燥，電子元件、儀表、機電電機的烘漆、塑料纖維熱軟化、熱定型、熱收縮。
2.農(nóng)業(yè)上溫室作物的栽培、暖房、禽蛋的孵化、雛雞保暖、育種等。
3.醫(yī)療上熱磁紅外理療、電子溫灸。
4.家用電器低溫電熱電器，暖風(fēng)機、薄壁型取暖器、電熱柜、空調(diào)機的發(fā)熱元件、電熱水器、電烙鐵、電子消毒器箱，干衣機、頭發(fā)吹干器、燙發(fā)器、電暖腳爐、鞋類干燥器等。
權(quán)利要求
1.一種電熱膜，其特征是其組成配比按重量百分?jǐn)?shù)為A四氯化錫40-50B三氯化鈦30-40C三氯化銻0.1-0.3D二氯化鈣0.1-0.3E異丙醇 2-3F乙醇10-13G水 2-5
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱膜的生產(chǎn)方法，其特征在于是采用以下工藝條件(1)電熱膜處理液的生產(chǎn)取四氯化錫、三氯化鈦、三氯化銻、二氯化鈣、異丙醇、乙醇、水放在混合加熱機內(nèi)混合加熱，加熱溫度60℃-80℃，混合攪拌均勻，使固體全部溶解，冷卻至常溫，然后過濾即得電熱膜處理液。(2)半成品電熱膜生產(chǎn)采用碳化硅作制膜爐芯，電加熱功率在9kw-12kw，爐溫溫度為600℃-800℃，將基材放入爐內(nèi)加熱，用負(fù)壓噴槍將電熱膜處理液噴入爐內(nèi)，電熱膜在基材表面沉積結(jié)晶，形成半導(dǎo)體電導(dǎo)薄膜，每次噴入量為1-3ml，噴入次數(shù)為2-5次，常溫電阻為1-3000Ω，通過測試為電熱膜半成品。(3)在上述電熱膜半成品兩端表面涂上氧化銀漿，送入電極加工爐經(jīng)300℃-550℃，的烘燒后，使氧化銀完全還原銀同時與電熱膜層熔合為一體即為本發(fā)明成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電熱膜及其制造方法，屬于發(fā)熱元件技術(shù)領(lǐng)域。其主要采用四氯化錫、三氯化鈦、三氯化銻、二氯化鈣、異丙醇、乙醇、水經(jīng)混合加熱，攪拌均勻，使固體溶解冷卻至常溫，成為電熱膜處理液待用；將該處理液噴霧在基材上形成半導(dǎo)體電導(dǎo)薄膜為電熱膜半成品；再將上述電熱膜半成品兩端表面涂上氧化銀銀漿送入電極爐烘燒熔合一體為成品。本發(fā)明制造工藝簡單、功率大、工作溫度高、具有PTC功能及遠(yuǎn)紅外輻射功能，無沖擊電流、電壓，實用范圍寬；物理化學(xué)性能好，耐濕、耐酸堿，加熱后無氧化和老化現(xiàn)象、無毒、無有害輻射，無任何污染；無明火，安全可靠，使用范圍廣，使用壽命長達(dá)5000小時以上。
文檔編號H05B3/26GK1529534SQ20031010609
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者楊金林 申請人:楊金林