一种梯度银基感应导磁膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种梯度银基感应导磁膜及其制备方法，该梯度银基感应导磁膜，包括基体、底层银膜、外层银膜；所述底层银膜丝印在所述基体上，所述外层银膜丝印在所述底层银膜上；所述外层银膜中银粉含量高于所述底层银膜中银粉含量，且所述外层银膜中玻璃粉含量低于所述底层银膜中玻璃粉含量。本发明专利技术的梯度银基感应导磁膜创新性地采用梯度结构，在保证导磁膜良好导电、导热性能的前提下，通过缓和界面热应力，避免了因热膨胀系数差异悬殊、界面热应力大而带来的开裂、脱落风险，解决了传统银基感应导磁膜加热功率不稳定、使用寿命短等问题，制备的梯度结构导磁膜兼具良好的结合强度和产热导热效果，具有优良的综合性能。

A gradient silver based induction magnetic conducting film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种梯度银基感应导磁膜及其制备方法
本专利技术涉及导磁膜
，特别涉及一种梯度银基感应导磁膜及其制备方法。
技术介绍
随着经济发展、社会进步和生活水平的日益提升，做饭、煲汤味道更佳且具有耐磨、不粘锅等优点的陶瓷钵体，相比于传统的金属钵体，越来越受到人们的青睐，并逐渐在日常生活中得以广泛应用。然而，陶瓷材料不具备金属的导电导磁性，无法利用电流通过时产生的电磁感应及涡流效应来产热和导热，不能直接放在电磁炉上加热使用。现有技术中，通常是在陶瓷钵体底部烧制一层金属(银、铁等)导磁膜，利用这些金属膜的电磁感应产生热量，再将热量传递给陶瓷钵体，从而间接实现对陶瓷钵体的加热。但是，由于金属导磁膜与陶瓷钵体之间的热膨胀系数等物性差异悬殊，在二者结合处会产生较大的界面热应力，易导致使用过程(加热、冷却及多次热循环)中导磁膜的开裂、脱落，使加热功率和温升效果显著降低，缩短其在电磁炉上的使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种梯度银基感应导磁膜，以解决现有银基感应导磁膜加热功率不稳定、使用寿命短的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种梯度银基感应导磁膜，包括基体、底层银膜、外层银膜；所述底层银膜丝印在所述基体上，所述外层银膜丝印在所述底层银膜上；所述外层银膜中银粉含量高于所述底层银膜中银粉含量，且所述外层银膜中玻璃粉含量低于所述底层银膜中玻璃粉含量。可选地，所述梯度银基感应导磁膜还包括过渡层银膜；所述过渡层银膜丝印在所述底层银膜上，所述外层银膜丝印在所述过渡层银膜上；所述过渡层银膜中银粉含量高于所述底层银膜中银粉含量，玻璃粉含量低于所述底层银膜中玻璃粉含量；所述外层银膜中银粉含量高于所述过渡层银膜中银粉含量，玻璃粉含量低于所述过渡层银膜中玻璃粉含量。可选地，按质量百分数计，所述底层银膜由以下组分制得：银粉：60-65wt％，玻璃粉：9-14wt％，余量为有机载体。可选地，按质量百分数计，所述外层银膜由以下组分制得：银粉：69-74wt％，玻璃粉：0-5wt％，余量为有机载体。可选地，按质量百分数计，所述过渡层银膜由以下组分制得：银粉：66-68wt％，玻璃粉：6-8wt％，余量为有机载体。可选地，按摩尔百分数计，所述玻璃粉包括以下组分：ZnO：35-55mol％，B2O3：25-45mol％、Al2O3：13mol％、SiO2：8mol％。可选地，按质量百分数计，所述有机载体包括以下组分：乙基纤维素：3-8wt％，邻苯二甲酸二丁酯：1-6wt％，硬脂酸：1-6wt％，松油醇：77-89wt％。可选地，所述过渡层银膜的层数为2-3层。本专利技术的第二目的在于提供一种制备上述梯度银基感应导磁膜的方法，该制备方法包括以下步骤：1)将所述底层银膜的银基料浆透过丝网印刷在所述基体上，待底层银基料浆静置流平后，干燥固化，得到底层银膜坯体；2)透过丝网，在所述底层银膜坯体上印刷所述过渡层银膜的银基料浆，待过渡层银基料浆静置流平后，干燥固化，得到过渡层银膜坯体；3)透过丝网，在所述过渡层银膜坯体上印刷所述外层银膜的银基料浆，待外层银基料浆静置流平后，干燥固化，然后，共烧，得到梯度银基感应导磁膜。可选地，所述步骤1)、所述步骤2)、所述步骤3)中所述丝网的孔径均为250目；所述步骤1)、所述步骤2)、所述步骤3)中所述干燥固化的固化温度均为100℃，固化时间均为10min；所述步骤3)中所述共烧的烧结温度为560-680℃，保温时间为4-20min。本专利技术所述的梯度银基感应导磁膜中各组分的作用如下：银粉是导磁膜的主体成分，作为导体可由电磁感应产生涡流，实现导磁膜的产热、导热功能；玻璃粉作为助烧剂和粘结剂，具有熔点低、热膨胀系数小，高导热，高附着力等特性，可促进导磁膜的烧结致密及其与陶瓷钵体的紧密结合；有机载体用于高分散银基料浆制备与成膜，其中：乙基纤维素作为有机粘结剂提高料浆的粘度和稳定性；硬脂酸作为表面活性剂改善浆料的流动性，防止料浆颗粒的团聚；松油醇和邻苯二甲酸二丁酯作为二元溶剂浸润分散料浆颗粒，防止溶剂集中挥发，邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂还可改善银基料浆粘度。相对于现有技术，本专利技术所述的梯度银基感应导磁膜具有以下优势：本专利技术的梯度银基感应导磁膜采用组分梯度结构，通过调控银粉与玻璃粉的含量，使得银膜性能随着材料组成和结构的变化而连续变化，以满足在工作环境中的整体性能要求。相比均质银基感应导磁膜，其接触陶瓷基体的一侧含有较多的玻璃粉，使其与陶瓷基体的物性相近，大大增强了其与基体之间的结合强度，且有效缓和了界面热应力，避免了因热膨胀系数差异悬殊、界面热应力大而带来的开裂、脱落风险，进而有效大大提高了其使用寿命，而接触电磁炉的一侧含有较多的银粉，其电阻率大大降低，使其通电后的电磁感应和涡流效应增强，导电性也得到有效提高，进而使其在相同条件下产生的热量更多，从而使其加热功率和温升效果更显著，两者综合作用使得本专利技术的梯度银基感应导磁膜具有优良的综合性能。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的梯度银基感应导磁膜的制备工艺流程图；图2为本专利技术实施例2的梯度银基感应导磁膜的微观结构图；图3为本专利技术实施例2的梯度银基感应导磁膜(a)与对比例1的均质银基感应导磁膜(b)冷热循环冲击测试后的宏观图；图4为本专利技术实施例1-3的梯度银基感应导磁膜和对比例1-2的均质银基感应导磁膜的结合强度-方阻图；图5为本专利技术实施例1-3的梯度银基感应导磁膜和对比例1-2的均质银基感应导磁膜的温升速率图；图6为本专利技术实施例1-3的梯度银基感应导磁膜和对比例1-2的均质银基感应导磁膜的加热功率图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图和实施例来详细说明本专利技术。实施例1一种梯度银基感应导磁膜，包括基体、底层银膜、外层银膜；底层银膜丝印在基体上，外层银膜丝印在底层银膜上；外层银膜中银粉含量高于底层银膜中银粉含量，且外层银膜中玻璃粉含量低于底层银膜中玻璃粉含量。其中，按摩尔百分数计，玻璃粉包括以下组分：ZnO：35-55mol％，B2O3：25-45mol％、Al2O3：13mol％、SiO2：8mol％。由图1可知，上述梯度银基感应导磁膜具体通过以下方法制得：1)有机载体的制备：将88wt％松油醇和4wt％乙基纤维素加入烧杯中，并放置在磁力搅拌器上加热搅拌至90℃，待溶剂中固体粉末全部溶解后，逐步加入4wt％邻苯二甲酸二丁酯和4wt％硬脂酸，然后，在90℃下持续加热搅拌，待溶剂中固体粉末全部溶解后，静置冷却一段时间，得到有机载体；2)底层银膜的银基料浆的制备：将银粉64wt％，玻璃粉10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯度银基感应导磁膜，其特征在于，包括基体、底层银膜、过渡层银膜、外层银膜；所述底层银膜丝印在所述基体上，所述外层银膜丝印在所述底层银膜上；所述外层银膜中银粉含量高于所述底层银膜中银粉含量，且所述外层银膜中玻璃粉含量低于所述底层银膜中玻璃粉含量。/n

【技术特征摘要】
1.一种梯度银基感应导磁膜，其特征在于，包括基体、底层银膜、过渡层银膜、外层银膜；所述底层银膜丝印在所述基体上，所述外层银膜丝印在所述底层银膜上；所述外层银膜中银粉含量高于所述底层银膜中银粉含量，且所述外层银膜中玻璃粉含量低于所述底层银膜中玻璃粉含量。


2.根据权利要求1所述的梯度银基感应导磁膜，其特征在于，所述梯度银基感应导磁膜还包括过渡层银膜；所述过渡层银膜丝印在所述底层银膜上，所述外层银膜丝印在所述过渡层银膜上；所述过渡层银膜中银粉含量高于所述底层银膜中银粉含量，玻璃粉含量低于所述底层银膜中玻璃粉含量；所述外层银膜中银粉含量高于所述过渡层银膜中银粉含量，玻璃粉含量低于所述过渡层银膜中玻璃粉含量。


3.根据权利要求1所述的梯度银基感应导磁膜，其特征在于，按质量百分数计，所述底层银膜由以下组分制得：银粉：60-65wt％，玻璃粉：9-14wt％，余量为有机载体。


4.根据权利要求1所述的梯度银基感应导磁膜，其特征在于，按质量百分数计，所述外层银膜由以下组分制得：银粉：69-74wt％，玻璃粉：0-5wt％，余量为有机载体。


5.根据权利要求2所述的梯度银基感应导磁膜，其特征在于，按质量百分数计，所述过渡层银膜由以下组分制得：银粉：66-68wt％，玻璃粉：6-8wt％，余量为有机载体。


6.根据权利要求1至5任一项所述的梯度银基感应导磁膜，其特征在于，按摩尔百分数计，所述玻璃粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗国强，王春生，王传彬，李美娟，陈常连，沈强，张联盟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42