陶瓷电热元件芯体及其制备方法以及陶瓷电热元件加热条和加热器技术

本发明专利技术涉及陶瓷电热元件领域，公开了陶瓷电热元件芯体及其制备方法以及陶瓷电热元件加热条和加热器。陶瓷电热元件芯体包括：陶瓷电热元件板、覆铜陶瓷基板和粘结层；其中，所述覆铜陶瓷基板包括绝缘陶瓷基板和在所述绝缘陶瓷基板的部分表面上的铜电极片，所述铜电极片与所述绝缘陶瓷基板之间没有粘结物；所述粘结层设置在所述陶瓷电热元件板与所述铜电极片之间，用于将至少两个所述覆铜陶瓷基板与所述陶瓷电热元件板进行粘结。实现了覆铜陶瓷基板在不使用硅胶粘结时能够成型，有良好的粘结强度，可以制得传热效率高的加热器。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷电热元件芯体及其制备方法以及陶瓷电热元件加热条和加热器
本专利技术涉及陶瓷电热元件加热器领域，具体地，涉及陶瓷电热元件芯体，制备该陶瓷电热元件芯体的方法，以及包含该陶瓷电热元件芯体的陶瓷电热元件加热条和包含该陶瓷电热元件芯体的加热器。
技术介绍
使用陶瓷电热元件(PTC)的加热器具有升温快的特点。目前将PTC加工用于加热器中时，通常先通过硅胶将铜电极和绝缘陶瓷基板粘贴，经高温固化，使铜电极和绝缘陶瓷基板牢固结合；然后再将该基板与PTC相粘合，形成PTC芯体用于制备加热器。陶瓷基板中，铜电极与绝缘陶瓷基板间是分离的，中间有一层硅胶层。由于硅胶导热系数较低(1W/(m·K)左右)，影响PTC的传热效率，且硅胶高温老化比较明显，老化后粘结性变差，导热下降，影响PTC的热量传输，长期使用后会降低加热器功率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服陶瓷电热元件制备的陶瓷电热元件芯体中，现有的覆铜陶瓷基板影响陶瓷电热元件传热的缺陷，提供了陶瓷电热元件芯体及其制备方法以及陶瓷电热元件加热条和加热器。为了实现上述目的，本专利技术提供陶瓷电热元件芯体，该芯体包括：陶瓷电热元件板、覆铜陶瓷基板和粘结层；其中，所述覆铜陶瓷基板包括绝缘陶瓷基板和在所述绝缘陶瓷基板的部分表面上的铜电极片，所述铜电极片与所述绝缘陶瓷基板之间没有粘结物；所述粘结层设置在所述陶瓷电热元件板与所述铜电极片之间，用于将至少两个所述覆铜陶瓷基板与所述陶瓷电热元件板进行粘结。本专利技术还提供了制备本专利技术的陶瓷电热元件芯体的方法，包括：(1)将铜电极片的至少一面进行氧化形成氧化铜层，得到具有氧化铜层的铜电极片；然后在绝缘陶瓷基板的两侧分别贴合上所述具有氧化铜层的铜电极片；其中所述氧化铜层在所述绝缘陶瓷基板与所述铜电极片之间；(2)将步骤(1)制得的产物进行烧结并冷却，得到至少两面覆合了所述铜电极片的基板；(3)将所述基板进行铜腐蚀，得到仅一面具有所述铜电极片的覆铜陶瓷基板；(4)使用粘结剂将至少两个所述覆铜陶瓷基板粘结在陶瓷电热元件板的至少两个面上；其中，所述铜电极片位于所述陶瓷电热元件板与所述覆铜陶瓷基板之间，制得陶瓷电热元件芯体。本专利技术还提供了陶瓷电热元件加热条，包括：铝方通，位于所述铝方通内部的加热芯体，以及所述铝方通和所述加热芯体之间的绝缘膜；所述加热芯体为本专利技术提供的陶瓷电热元件芯体。本专利技术还提供了陶瓷电热元件加热器，包括：多组加热条，以及与所述加热条连接的多组散热翅片；其中，所述加热条为本专利技术提供的陶瓷电热元件加热条。通过上述技术方案，本专利技术提供了传热效率更好的用于陶瓷电热元件加热器的陶瓷电热元件芯体，其中的覆铜陶瓷基板先通过高温烧结在绝缘陶瓷基板的两侧贴合具有氧化铜层的铜电极片，然后再经铜腐蚀仅保留绝缘陶瓷基板一侧的铜电极片而制得。本专利技术提供的覆铜陶瓷基板可以避免铜电极片与绝缘陶瓷基板复合时容易弯曲的缺陷，实现了覆铜陶瓷基板在不使用硅胶粘结时能够成型，从而提供传热效率高的加热器。本专利技术的其它特征和技术效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的陶瓷电热元件芯体的各部分分解示意图；图2a是本专利技术提供的方法中在绝缘陶瓷基板的两面覆合铜电极片的示意图；图2b是本专利技术提供的方法中在绝缘陶瓷基板的两面覆合铜电极片的俯视图；图2c是本专利技术的覆铜陶瓷基板的示意图，一侧的铜电极片被腐蚀掉；图2d是本专利技术的覆铜陶瓷基板的俯视图；图3是铜电极片与绝缘陶瓷基板覆合后的陶瓷电热元件芯体的分解示意图；图4是陶瓷电热元件加热条的结构示意图；图5是陶瓷电热元件加热器的结构示意图。附图标记说明1、绝缘陶瓷基板2、铜电极片3、陶瓷电热元件板4、铝方通5、绝缘膜6、陶瓷电热元件加热条7、散热翅片具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术的第一目的，提供陶瓷电热元件芯体，该芯体包括：陶瓷电热元件板、覆铜陶瓷基板和粘结层；其中，所述覆铜陶瓷基板包括绝缘陶瓷基板和在所述绝缘陶瓷基板的部分表面上的铜电极片，所述铜电极片与所述绝缘陶瓷基板之间没有粘结物；所述粘结层设置在所述陶瓷电热元件板与所述铜电极片之间，用于将至少两个所述覆铜陶瓷基板与所述陶瓷电热元件板进行粘结。本专利技术提供的陶瓷电热元件芯体，其中包括的陶瓷电热元件板为由陶瓷电热元件(PTC)直接成型得到的板材。所述陶瓷电热元件芯体最终用于制备陶瓷电热元件加热器，所述陶瓷电热元件板可以根据需要加工为长条形板材，如图1中所示。可以是商购获得。所示陶瓷电热元件可以是钛酸钡基类陶瓷材料。一般陶瓷电热元件厚度为2～4cm。本专利技术提供的陶瓷电热元件芯体中，优选所述覆铜陶瓷基板包覆所述陶瓷电热元件。如图3所示在所述陶瓷电热元件的两侧可以分别有所述覆铜陶瓷基板包覆。所述覆铜陶瓷基板包括所述铜电极片与所述绝缘陶瓷基板，所述铜电极片和所述绝缘陶瓷基板之间不通过粘结物进行粘结，即没有使用硅胶，而是将所述绝缘陶瓷基板通过先两面烧结覆合所述铜电极片，再腐蚀掉一侧铜电极片的方法制备，可以所述铜电极片和所述绝缘陶瓷基板直接覆合，消除现有技术由于硅胶存在而导致的覆铜陶瓷基板传热效率差的缺陷。所述铜电极片可以为本领域常规使用的物料，用于接通电源，加热陶瓷电热元件。所述绝缘陶瓷基板可以是本领域常规使用的基板材料，可以是氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷。所述绝缘陶瓷基板的厚度可以为0.3～1.5mm，所述铜电极片的厚度可以为0.1～0.5mm。所述铜电极片的一侧具有伸出所述绝缘陶瓷基板外侧的端子，用于连接电源，所述端子伸出所述绝缘陶瓷基板外侧的长度约15mm以上。而所述铜电极片的其他各边均不超出所述绝缘陶瓷基板的范围，以免漏电。一般所述铜电极片的外形尺寸比所述绝缘陶瓷基板的外形尺寸小1～3mm。如图2d和图3所示。本专利技术提供的陶瓷电热元件芯体中，如图4所示，所述陶瓷电热元件的外形尺寸不超出所述绝缘陶瓷基板的外形尺寸，不与所述覆铜陶瓷基板以外的器件接触。本专利技术提供的陶瓷电热元件芯体中，所述覆铜陶瓷基板与所述陶瓷电热元件之间通过所述粘结层粘结为一体。所述粘结层可以是硅胶层。所述粘结层厚度可以为0.1～0.3mm。本专利技术的第二目的，提供制备本专利技术的陶瓷电热元件芯体的方法，包括：(1)将铜电极片的至少一面进行氧化形成氧化铜层，得到具有氧化铜层的铜电极片；然后在绝缘陶瓷基板的两侧分别贴合上所述具有氧化铜层的铜电极片；其中所述氧化铜层在所述绝缘陶瓷基板与所述铜电极片之间；(2)将步骤(1)制得的产物进行烧结并冷却，得到至少两面覆合了所述铜电极片的基板；(3)将所述基板进行铜腐蚀，得到仅一面具有所述铜电极片的覆铜陶瓷基板；(4)使用粘结剂将至少两个所述覆铜陶瓷基板粘结在陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷电热元件芯体，该芯体包括：陶瓷电热元件板、覆铜陶瓷基板和粘结层；其中，所述覆铜陶瓷基板包括绝缘陶瓷基板和在所述绝缘陶瓷基板的部分表面上的铜电极片，所述铜电极片与所述绝缘陶瓷基板之间没有粘结物；所述粘结层设置在所述陶瓷电热元件板与所述铜电极片之间，用于将至少两个所述覆铜陶瓷基板与所述陶瓷电热元件板进行粘结。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷电热元件芯体，该芯体包括：陶瓷电热元件板、覆铜陶瓷基板和粘结层；其中，所述覆铜陶瓷基板包括绝缘陶瓷基板和在所述绝缘陶瓷基板的部分表面上的铜电极片，所述铜电极片与所述绝缘陶瓷基板之间没有粘结物；所述粘结层设置在所述陶瓷电热元件板与所述铜电极片之间，用于将至少两个所述覆铜陶瓷基板与所述陶瓷电热元件板进行粘结。2.根据权利要求1所述的陶瓷电热元件芯体，其中，所述陶瓷电热元件板的厚度为2～4cm，所述铜电极片的厚度为0.1～0.5mm，所述绝缘陶瓷基板的厚度为0.3～1.5mm，所述粘结层的厚度为0.1～0.3mm。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷电热元件芯体，其中，所述铜电极片的一侧具有伸出所述绝缘陶瓷基板外侧的端子，用于连接电源，所述端子伸出所述绝缘陶瓷基板外侧的长度约15mm以上；所述铜电极片的外形尺寸比所述绝缘陶瓷基板的外形尺寸小1～3mm。4.一种制备权利要求1-3中任意一项所述的陶瓷电热元件芯体的方法，包括：(1)将铜电极片的至少一面进行氧化形成氧化铜层，得到具有氧化铜层的铜电极片；然后在绝缘陶瓷基板的两侧分别贴合上所述具有氧化铜层的铜电极片；其中所述氧化铜层在所述绝缘陶瓷基板与所述铜电极片之间；(2)将步骤(1)制得的产物进行烧结并冷却，得到至少两面覆合了所述铜电极片的基板；(3)将所述基板进行铜腐蚀，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫清，林信平，王书敏，任茂林，周明帅，谢海航，朱柳全，吴秀辉，吴辉，
申请(专利权)人：汕尾比亚迪实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44