【技术实现步骤摘要】
具有颗粒材料的结构的电阻元件型电器件
[0001]本专利技术涉及一种电阻器，其特别适用于由于焦耳效应而促进液体加热的设备，并且由金属性和非金属性颗粒材料的均匀混合物制成，其中在烧结过程结束时，所述颗粒材料最终自行排列以限定电阻器，该电阻器的微观结构具有连续且多孔的金属性结构基体，其填充有非金属性颗粒材料。
[0002]因为仅在其最终制造过程(颗粒材料的混合物的烧结)之后才获得水密(watertight)的物理形式，所以注意到现在公开的电阻器可以以不同的形式成形，因此具有空前的构造灵活性。
[0003]此外，根据所讨论的本专利技术，还应注意，现在公开的电阻器具有在预制阶段中可选择性控制的标称电阻率，毕竟，上述标称电阻率尤其与金属性颗粒材料的量和非金属性颗粒材料的量之间的比率有关。
技术介绍
[0004]如本领域技术人员所公知的，当前技术水平包含多种设备，这些设备由于焦耳效应(产生的热量与一段给定时间内流过导体的电流之间的关系)促进液体的加热，即这样的设备：以一种或另一种方式包含至少一个电阻器的支撑装置，以及专门用于从任何(外部或内部)电源向电阻器施加电压的导电装置，其将接收的电势转换为耗散的热势。传统上，电阻器布置在被待加热的液体的液流淹没的腔室中，并且电阻器和液体之间的恒定热交换防止所述电阻器过热并形成结构断裂点。
[0005]总体而言，当前的技术水平包括应用于因焦耳效应促进液体加热的设备的电阻器的两个基本概念：“裸电阻”概念和“铠装电阻(armored resistance)”概念。>[0006]基于“裸电阻”概念的电阻器与待加热的液体直接接触。这种类型的电阻器是通过拉制不锈钢棒制成的，将其转变成能够缠绕成弹簧的细纤丝，并通过压接工艺将其连接到金属连接器，然后能够与不导电的电气材料的支撑件连合。因此，应注意的是，每个结构功能都由集成电阻器的非导电材料的支撑件来执行。
[0007]基于“铠装电阻”概念的电阻器与待加热的液体间接接触。这种类型的电阻器是由基于“裸电阻”概念的电阻器生产的，其纤丝位于金属壳体内，该金属壳体中填充有氧化镁，其最终负责将纤丝产生的热量传导至金属性壳体。因此，要注意的是，每种结构功能都是由金属性壳体执行的。
[0008]不管基本概念如何，事实是属于当前技术水平的电阻器通常会遭受其纤丝的断裂，最终导致永久性损坏，因此有必要更换不工作的电阻器。除了由于构成使用者的极大不舒适感之外，更换电阻器的这种必要性还大大增加了在环境中丢弃的废物的产生，毕竟，在这种没有因电阻器的损坏造成的不工作的电阻器的任何其他替代应用的情况下，它们往往没有任何特殊收集程序而被丢弃在环境中。
[0009]另外，不管基本概念如何，事实是属于现有技术的电阻器的欧姆电阻率倾向于与纤丝的尺度成比例。有时，这种限制是预防性的，毕竟，由于小尺度的焦耳效应，变得特别难
以对适合用于促进液体加热的设备的电阻器进行规模化。
[0010]在专利文件US 4,433,233、US 4,328,529和CA 1,062,891中找到了现有技术的例子，其总体上描述了由通过再生碳化硅(SiC)(由加热混有改性剂的颗粒碳化硅产生)而形成的芯所生产的电阻元件。根据这些文件，从这些元件获得的电阻器元件具有高的热阻和良好的顺应性，但是，这些电阻元件不具有耐破损性，即使发生微小破损也不能继续工作。
[0011]另外，值得注意的是，与现有技术一样，使用碳化硅粒子制造的电阻元件因为SiC粒子表面上的氧化问题而需要高温炉(接近2000℃)和低露点(高真空)，该问题由于所形成的氧化物变成了扩散阻挡层(其促进了粒子之间的结合从而使组分连续)而抑制烧结过程。
[0012]因此，基于现有技术中指出的缺陷，产生了本专利技术。
[0013]专利技术目的
[0014]考虑到上述情况，所讨论的本专利技术的目的在于公开一种具有低破裂可能性的直接或间接接触的电阻元件类型(电阻器)的电器件，并且即使存在微破损也可以继续工作。
[0015]此外，本专利技术的目的是公开一种电阻元件类型(电阻器)的电器件，其欧姆电阻率并不完全与其总体尺度有关。
[0016]从这个意义上讲，本专利技术的目的之一是公开一种电阻元件类型(电阻器)的电器件，其由经受烧结制造的金属性和非金属性颗粒材料的均匀混合物制成。
[0017]因此，考虑到目前70％的巴西家庭至少有一个热水器，并且在该国大约有1.5亿人在使用这种产品，本专利技术的目的是解决电阻器的过早破裂的问题，且制得更可持续的产品，毕竟，采用越少量的未用电阻器，环境中的废物处理越少。
技术实现思路
[0018]前述目的通过包括颗粒材料结构的电阻元件类型的电器件完全实现；该颗粒材料的结构包含至少第一无机材料和至少第二无机材料；所述电器件的特征尤其在于，所述第一无机材料包含以下化合物中的至少一种：Fe
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Si、Fe
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Ni、Fe
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Si
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Cr、镍或铝；所述第二无机材料包括以下化合物中的至少一种：氧化物，碳化物，氮化物，氮氧化物；第一无机材料和第二无机材料限定了颗粒材料的均匀混合物。
[0019]另外，根据本专利技术，提供了一种电器件，其中第二无机材料包含具有以下至少一种元素的化合物：铝，硼，碳，钴，铜，铬，硫，磷，锰，钼，硅，镍，氧，氮，钛，铌，形成化合物如SiC和Al2O3。
[0020]此外，提供了一种电器件，其包含第三无机材料，该第三无机材料包含以下化合物中的至少一种：镍，铬，铁
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磷，铁
‑
硅，铜。
[0021]此外，在本专利技术中，在所提出的电器件中，第三无机材料为颗粒材料的结构提供了化学惰性，耐腐蚀性，均匀的传热率和导电率。
[0022]另外，第三无机材料定义了形成液相的无机结合颗粒材料。
[0023]另外，根据本专利技术，液相是由铁
‑
氧化硅在1200℃(对于其他化合物，其他温度)下的烧结过程中形成的。
[0024]另外，根据本专利技术，第四有机结合颗粒材料包括烃微粒或烃聚合物微粒。
[0025]此外，第一无机材料限定金属性基体，第二无机材料限定陶瓷基体。
[0026]另外，根据本专利技术的前提，在电器件中，第一无机材料限定了具有至少3％硅的金
属性基体。
[0027]另外，在电器件中，第一无机材料限定包含尺寸在1μm和40μm之间的粒子的金属性颗粒材料。
[0028]另外，在本专利技术的电器件中，第二无机材料限定包含尺寸在30μm和60μm之间的粒子的非金属性颗粒材料。
[0029]另外，在现在提出的电器件中，第二无机材料的颗粒材料的平均尺寸大于第一无机材料的颗粒材料的平均尺寸。
[0030]此外，在所讨论的电器件中，第一无机材料限定了固体的、连续的结构基体，其具有由微米尺寸的空间隔开的若干路径，电流可以流过该路径。
[0031]另外，第二无机材料用由第一无机材料限本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电阻元件类型的电器件，其包含颗粒材料的结构；所述颗粒材料的结构包含至少第一无机材料和至少第二无机材料；所述电器件的特征在于，第一无机材料包含以下化合物中的至少一种：Fe
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Si，Fe
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Ni，Fe
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Si
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Cr，镍或铝；所述第二无机材料包含以下化合物中的至少一种：氧化物，碳化物，氮化物，氮氧化物；第一无机材料和第二无机材料限定了颗粒材料的均匀混合物。2.根据权利要求1所述的电器件，其特征在于，所述第二无机材料还包含具有以下元素中的至少一种的化合物：铝，硼，碳，钴，铜，铬，硫，磷，锰，钼，硅，镍，氧，氮，钛，铌，形成化合物如SiC和Al2O3。3.根据权利要求1所述的电器件，其特征在于其包含第三无机材料，所述第三无机材料包含以下化合物中的至少一种：镍，铬，铁
‑
磷，铁
‑
硅，铜。4.根据权利要求3所述的电器件，其特征在于，所述第三无机材料为颗粒材料的结构提供化学惰性，耐腐蚀性，均匀的传热率和导电率。5.根据权利要求3所述的电器件，其特征在于，所述第三无机材料限定形成液相的无机结合颗粒材料。6.根据权利要求3至5所述的电器件，其特征在于，所述液相是由铁
‑
氧化硅在1200℃烧结过程中形成的，而对于其他化合物为其他温度。7.根据权利要求1所述的电器件，其特征在于其包含第四有机结合颗粒材料，所述第四有机结合颗粒材料包含烃微粒或烃聚合物微粒。8.根据权利要求1所述的电器件，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：圣卡塔琳娜州联邦大学，
类型：发明
国别省市：
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