陶瓷加热管用三元复合陶瓷及其制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及陶瓷加热管技术领域，尤其是一种陶瓷加热管用三元复合陶瓷及其制备方法及其应用。一种三元复合陶瓷，按照质量份数包括如下成分：氧化铝粉55‑58份，助烧剂2.5‑4.5份，氮化铝粉25‑35，钨粉8‑12。这种三元复合陶瓷制备的陶瓷加热管，采用92‑96氧化铝‑氮化铝‑钨三元复合陶瓷为基体设计，通过优化配比，同等条件下制备的92‑96氧化铝‑氮化铝‑钨三元复合陶瓷热膨胀系数降低（5‑6×10E‑6/℃），热导率增高（30‑40W/m.k），产品抗热震性大幅提高，从而可以承受300℃‑5℃的冷水的急冷却，采用三元复合陶瓷为基体设计智能卫浴用陶瓷加热管时，功率密度更大，体积更为小巧美观，同时产品可靠性增加。

Three component composite ceramics for ceramic heating pipes and their preparation and Application

The invention relates to the technical field of ceramic heating pipes, in particular to a three component composite ceramic used for ceramic heating pipes, and a preparation method and application thereof. A three - element composite ceramic, according to the quantity of quality, includes the following ingredients: 55 aluminum oxide powder, 58 parts, 4.5 sintering aids, 25 aluminum nitride powder 35, and 8 tungsten powder 12. The ceramic heating tube prepared by the three element composite ceramics is designed with 92 aluminum nitride aluminum nitride tungsten three composite ceramics as the matrix. By optimizing the ratio, the thermal expansion coefficient of the 92 aluminum nitride tungsten nitride tungsten three composite ceramics under the same condition is reduced (5 of 6 x 10E 6/), and the thermal conductivity is higher (30 40W/). M.k), the thermal shock resistance of the product is greatly improved, which can withstand the cold cooling of cold water at 5 degrees centigrade at 300 degrees C. The power density is greater, the volume is smaller and beautiful, and the reliability of the product increases with the use of three yuan composite ceramic as the substrate for the design of the ceramic heating pipe for intelligent bathroom.

【技术实现步骤摘要】
陶瓷加热管用三元复合陶瓷及其制备方法及其应用
本专利技术涉及陶瓷加热管
，尤其是一种陶瓷加热管用三元复合陶瓷及其制备方法及其应用。
技术介绍
目前卫浴行业用传统陶瓷加热管均92-96氧化铝陶瓷为基体设计生产。由于92-96氧化铝陶瓷热膨胀系数较大（7-8×10E-6/℃），热导率较低（15-18W/m.k）,导致传统陶瓷加热管抗热震性不够，只能承受200℃-5℃的冷水的急冷却，产品功率密度偏低。为保证足够的功率，产品在设计时只能是体积大，笨重，而且在智能卫浴产品的使用中可靠性降低。
技术实现思路
为了克服现有的陶瓷加热管存在的不足，本专利技术提供了一种陶瓷加热管用三元复合陶瓷及其制备方法及其应用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三元复合陶瓷，按照质量份数包括如下成分：氧化铝粉55-58份，助烧剂2.5-4.5份，氮化铝粉25-35，钨粉8-12。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，氧化铝粉、氮化铝粉和钨粉的粒度为D50：1-3微米。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，助烧剂由碳酸钙、氧化镁和二氧化硅混合而成，碳酸钙、氧化镁和二氧化硅之间的比例为0.8-1.2：0.8-1.2:3-5。一种三元复合陶瓷的制备方法，按上述照配比额外再加入30-40份水置于球磨机中进行混合，随后随后采用烘箱烘干，温度：110-130℃制备成三元复合陶瓷粉体。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，按上述三元复合陶瓷粉体额外再加入30-40份有机溶剂和8-12份粘接剂置于球磨机中进行混合置于球磨机中进行混合，混合后的浆料通过流延工艺制备成柔性陶瓷生片。其中有机溶剂为乙醇和丁酮的混合物，粘接剂为PVB聚乙烯醇缩丁醛。一种基于三元复合陶瓷制作的高功率密度陶瓷加热管，陶瓷素坯外层覆盖有陶瓷生片，陶瓷生片的正面端部有陶瓷焊盘，陶瓷生片的背面印刷有发热电路，发热电路与陶瓷焊盘上的通孔连接。一种加热管的制备方法，步骤一：陶瓷素坯制造；步骤二；陶瓷生片制造；步骤三；电路制造。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，将三元复合陶瓷粉体通过冷等静压工艺制备陶瓷管生坯，管壁厚度为1-2毫米，再将陶瓷管生坯在空气中1150-1250℃煅烧，煅烧时间2-4小时制成陶瓷管素坯。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，将三元复合陶瓷粉体通过流延工艺制备成柔性陶瓷生片，柔性陶瓷生片的厚度为0.2-0.7毫米。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，在柔性陶瓷生片的一面印刷金属钨发热电路，在柔性陶瓷生片的另一面印刷引线焊盘，发热电路和引线焊盘用通孔联接，将印刷好的柔性陶瓷生片用陶瓷胶液卷曲层叠在陶瓷管素坯的外表面制成陶瓷加热器坯体，将陶瓷加热器坯体在70-80%氢气、20-30%的氮气中烧结制成陶瓷加热器，烧结温度1500-1700℃，最终制得成品。本专利技术的有益效果是，这种三元复合陶瓷制备的陶瓷加热管，采用92-96氧化铝-氮化铝-钨三元复合陶瓷为基体设计，通过优化配比，同等条件下制备的92-96氧化铝-氮化铝-钨三元复合陶瓷热膨胀系数降低（5-6×10E-6/℃），热导率增高（30-40W/m.k），产品抗热震性大幅提高，从而可以承受300℃-5℃的冷水的急冷却，采用三元复合陶瓷为基体设计智能卫浴用陶瓷加热管时，功率密度更大，体积更为小巧美观，同时产品可靠性增加。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的生片正面视图；图3是本专利技术的生片背面视图；图中1、陶瓷素坯，2、陶瓷生片，3、陶瓷焊盘，4、发热电路，5、通孔。具体实施方式一种三元复合陶瓷，按照质量份数包括如下成分：氧化铝粉55-58份，助烧剂2.5-4.5份，氮化铝粉25-35，钨粉8-12。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，氧化铝粉、氮化铝粉和钨粉的粒度为D50：1-3微米。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，助烧剂由碳酸钙、氧化镁和二氧化硅混合而成，碳酸钙、氧化镁和二氧化硅之间的比例为，0.8-1.2：0.8-1.2:3-5。这种三元复合陶瓷的实施例一：氧化铝粉55份，助烧剂2.5份，氮化铝粉25，钨粉8。氧化铝粉、氮化铝粉和钨粉的粒度为D50：1微米。助烧剂由碳酸钙、氧化镁和二氧化硅混合而成，碳酸钙、氧化镁和二氧化硅之间的比例为，0.8：0.8:3。这种三元复合陶瓷的实施例二：氧化铝粉56份，助烧剂3.5份，氮化铝粉30，钨粉10。氧化铝粉、氮化铝粉和钨粉的粒度为D50：2微米。助烧剂由碳酸钙、氧化镁和二氧化硅混合而成，碳酸钙、氧化镁和二氧化硅之间的比例为，1.2：1.2:4.5。这种三元复合陶瓷的实施例三：氧化铝粉58份，助烧剂4.5份，氮化铝粉35，钨粉12。氧化铝粉、氮化铝粉和钨粉的粒度为D50：3微米。助烧剂由碳酸钙、氧化镁和二氧化硅混合而成，碳酸钙、氧化镁和二氧化硅之间的比例为：1：1:4。一种三元复合陶瓷的制备方法，按上述照配比额外再加入30-40份水置于球磨机中进行混合，随后随后采用烘箱烘干，温度：110-130℃制备成三元复合陶瓷粉体。该制备方法制得的三元复合陶瓷粉体通过煅烧工艺之后，制得陶瓷管素坯。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，按上述照配比额外再加入30-40份有机溶剂和8-12份粘接剂置于球磨机中进行混合置于球磨机中进行混合，混合后的浆料通过流延工艺制备成柔性陶瓷生片，其中有机溶剂为乙醇和丁酮的混合物，粘接剂为PVB聚乙烯醇缩丁醛。三元复合陶瓷的制备方法的实施例：乙醇和丁酮的比例为1:1一种基于三元复合陶瓷制作的高功率密度陶瓷加热管，陶瓷素坯1外层覆盖有陶瓷生片2，陶瓷生片2的正面端部有陶瓷焊盘3，陶瓷生片2的背面印刷有发热电路4，发热电路4与陶瓷焊盘3上的通孔5连接。一种加热管的制备方法，步骤一：陶瓷素坯制造；步骤二；陶瓷生片制造；步骤三；电路制造。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，将三元复合陶瓷粉体通过冷等静压工艺制备陶瓷管生坯，管壁厚度为1-2毫米，再将陶瓷管生坯在空气中1150-1250℃煅烧，煅烧时间2-4小时制成陶瓷管素坯。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，将三元复合陶瓷粉体通过流延工艺制备成柔性陶瓷生片，柔性陶瓷生片的厚度为0.2-0.7毫米。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括，在柔性陶瓷生片的一面印刷金属钨发热电路，在柔性陶瓷生片的另一面印刷引线焊盘，发热电路和引线焊盘用通孔联接，将印刷好的柔性陶瓷生片用陶瓷胶液卷曲层叠在陶瓷管素坯的外表面制成陶瓷加热器坯体，将陶瓷加热器坯体在70-80%氢气、20-30%的氮气中烧结制成陶瓷加热器，烧结温度1500-1700℃，最终制得成品。加热管的制备方法的实施例一：陶瓷管生坯的厚度为1毫米，将陶瓷管生坯在空气中1150℃进行煅烧制成陶瓷管素坯；三元复合陶瓷粉体通过流延工艺制备成柔性陶瓷生片，柔性陶瓷生片的厚度为0.2毫米；柔性陶瓷生片一面印刷金属钨发热电路，在柔性陶瓷生片的另一面印刷引线焊盘，发热电路和引线焊盘用通孔联接，将印刷好的柔性陶瓷生片用陶瓷胶液卷曲层叠在陶瓷管素坯的外表面制成陶瓷加热器坯体，将陶瓷加热器坯体在70%氢气、30%的氮气中烧结制成陶瓷加热器，烧结温度1500℃，最终制得成品。加热管的制备方法的实施例二：陶瓷管生坯的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三元复合陶瓷，其特征是，按照质量份数包括如下成分：氧化铝粉55‑58份，助烧剂2.5‑4.5份，氮化铝粉25‑35，钨粉8‑12。

【技术特征摘要】
1.一种三元复合陶瓷，其特征是，按照质量份数包括如下成分：氧化铝粉55-58份，助烧剂2.5-4.5份，氮化铝粉25-35，钨粉8-12。2.根据权利要求1所述的高功率密度陶瓷加热管用三元复合陶瓷，其特征是，氧化铝粉、氮化铝粉和钨粉的粒度为D50：1-3微米。3.根据权利要求1所述的高功率密度陶瓷加热管用三元复合陶瓷，其特征是，助烧剂由碳酸钙、氧化镁和二氧化硅混合而成，碳酸钙、氧化镁和二氧化硅之间的比例为，0.8-1.2：0.8-1.2：3-5。4.一种权利要求1到3任一项所述的三元复合陶瓷的制备方法，其特征是，按上述照配比额外再加入30-40份水置于球磨机中进行混合，随后采用烘箱烘干，温度：110-130℃制备成三元复合陶瓷粉体。5.根据权利要求4所述的三元复合陶瓷的制备方法，其特征是，按上述三元复合陶瓷粉体额外再加入30-40份有机溶剂和8-12份粘接剂置于球磨机中进行混合，混合后的浆料通过流延工艺制备成柔性陶瓷生片，其中有机溶剂为乙醇和丁酮的混合物，粘接剂为PVB聚乙烯醇缩丁醛。6.一种基于权利要求1到3所述的三元复合陶瓷制作的高功率密度陶瓷加热管，其特征是：陶瓷素坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨世养，
申请(专利权)人：常州联德陶业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32