雾化用多孔陶瓷材料、雾化芯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及雾化用多孔陶瓷领域，提供了一种雾化用多孔陶瓷材料、雾化芯及其制备方法。制备方法包括：利用喷射工艺将石英砂喷射至电弧等离子矩产生的高温区，将石英砂的表面熔化以及将杂质汽化，再经过淬冷氛围形成球形或/和类球形的石英粉末；按质量份数要求称取：制备的石英粉末、塑化剂、粘结剂、造孔剂、助烧剂并混合，经成型得到陶瓷生胚；经加热排胶、烧结后制得多孔陶瓷材料。雾化芯是用上述多孔陶瓷材料经溅射镀膜工艺形成发热线路而制得。该方法制备的多孔陶瓷材料贯通孔占比多，导液能力强，且陶瓷基体有较好的机械性，多孔陶瓷材料微观结构下表面圆润，烧结颈部亦无棱角、毛刺出现，制备的雾化芯使用寿命提升达100％以上。制备的雾化芯使用寿命提升达100％以上。制备的雾化芯使用寿命提升达100％以上。

【技术实现步骤摘要】
雾化用多孔陶瓷材料、雾化芯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及雾化用多孔陶瓷领域，具体是一种雾化用多孔陶瓷材料、雾化芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]在雾化器中，雾化芯是其中的重要部件，雾化时，雾化液借助多孔陶瓷的毛细作用传导，经过发热电极后，热量将其雾化。其中雾化芯性能直接影响到雾化的稳定性、雾滴的大小及均匀性、雾化效率等。
[0003]目前的雾化芯主要以硅系或铝系原材料为主体，添加一定的粘结剂和造孔剂后进行成型、烧结，得到多孔陶瓷基体，然后结合发热结构，得到多孔陶瓷雾化芯。其中，用于制造雾化芯的陶瓷原材料是由破碎、水洗、烘干、筛选等工艺得到，颗粒表面有明显触角及棱角，制备出陶瓷基体表面平整度差，在与发热结构结合后，基体与金属发热线路的结合力差，容易发生发热结构与陶瓷基体脱离，导致雾化芯电阻发生变化，影响雾化效率，严重影响产品体验。
[0004]随着雾化芯的的不断发展进步，市面上出现了厚膜印刷、钢片嵌入式以及溅射镀膜等多孔陶瓷与发热结构结合的方式。经过不断验证，在多孔陶瓷基体上通过溅射镀膜方式得到的雾化芯具有雾化效果较好、耐高温、耐腐蚀、提高产品质量及延长产品寿命等优势，但溅射镀膜多孔陶瓷对陶瓷表面要求极高，导致雾化芯成品率低，产品雾化效果不一致，限制了多孔陶瓷在雾化领域的应用，因此急需改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的是提供一种多孔陶瓷材料的制备方法，该方法能够提高多孔陶瓷材料与发热线路的结合力，降低发热线路脱落风险，提高雾化芯寿命。
[0006]本专利技术的第二目的是提供一种多孔陶瓷雾化芯。
[0007]本专利技术提供的一种多孔陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：
[0008]S1、称取定量的石英砂，利用喷射工艺将石英砂喷射至电弧等离子矩产生的高温区，将石英砂的表面熔化以及将杂质汽化，再经过淬冷形成球形或/和类球形的石英粉末；
[0009]S2、按质量份数要求称取：步骤S1制备的石英粉末以及塑化剂、粘结剂、造孔剂、助烧剂并混合，经成型得到陶瓷生胚；
[0010]S3、升温加热排胶，去除陶瓷生胚中的塑化剂、粘结剂、造孔剂，得到陶瓷前驱体，然后烧结得到多孔陶瓷材料。
[0011]步骤S1中所述淬冷氛围优选包括冷却水及氩气氛围。
[0012]石英砂优选以螺旋式运动经过所述高温区，电弧等离子矩的参数配置满足：高温区能够将经过其中的石英砂的表面熔化，以及高温区能够将经过其中的石英砂中的杂质汽化。
[0013]步骤S2中所述的质量份数要求优选包括石英粉末20
‑
80份、塑化剂20
‑
80份、粘结
剂20
‑
80份、造孔剂10
‑
60份、助烧剂1
‑
30份。所述石英粉末的粒径D50优选5
‑
100μm。
[0014]步骤S3中排胶的升温制度优选包括：以0.02℃/min从室温升至50℃；以0.01℃/min从50℃升至160℃；以0.005℃/min从160℃升至240℃；以0.01℃/min从240℃升至360℃；以0.05℃/min从360℃升至500℃；以0.1℃/min从500℃升至600℃。
[0015]步骤S3中烧结的升温制度优选包括：以2
‑
50℃/min从室温升至900℃；900℃保温1h；以2
‑
20℃/min从900℃升至1100℃；1100℃保温2h；以1
‑
10℃/min从1100℃升至1300℃；1300℃保温2h。
[0016]本专利技术还提供了一种雾化用多孔陶瓷材料，其是由上述任意一项所述多孔陶瓷材料的制备方法制得。
[0017]本专利技术提供的一种多孔陶瓷雾化芯，其由上述多孔陶瓷材料制备方法制得的多孔陶瓷材料经溅射镀膜工艺形成发热线路而制得。一些实施例的溅射镀膜工艺的参数如下：本底真空度1.0x10
‑3及以下、沉积压力0.1～2Pa、沉积温度0～300℃。
[0018]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0019]该方法制备的多孔陶瓷材料贯通孔占比多，导液能力强，且陶瓷基体有较好的机械性。该方法制备的多孔陶瓷材料微观结构下表面圆润，烧结颈部亦无棱角、毛刺出现。该方法制备的多孔陶瓷雾化芯使用寿命提升达100％以上。
附图说明
[0020]图1为实施例1获得的多孔陶瓷材料的300X电子显微镜照片；
[0021]图2为实施例1获得的多孔陶瓷材料的3000X电子显微镜照片。
具体实施方式
[0022]本专利技术多孔陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：
[0023]S1、称取定量的石英砂，利用喷射工艺将石英砂喷射至电弧等离子矩产生的高温区，将石英砂的表面熔化以及将杂质汽化，再经过淬冷形成球形或/和类球形的石英粉末；
[0024]其中，电弧等离子矩的高温区的温度为重要参数。其需要保证喷射的石英砂经过高温区的过程中，表面能够熔化。可以通过调节电弧等离子矩设备的输出功率来调节高温区的温度。一般当弧内温度达到3000℃，即可使经过其中的石英砂表面瞬间熔化。具体的参数设置以上述要求为准，不受上述具体数值限制。
[0025]电弧等离子矩的高温区的温度还被设置为：喷射的石英砂经过高温区的过程中，混杂在石英砂中的杂质被汽化。因此在石英砂表面熔化工艺过程中，同时实现了提纯的作用。一般当弧内温度达到3000℃，即可使混杂在石英砂中的杂质被汽化。
[0026]作为优选方式，石英砂以螺旋式运动经过所述高温区。喷射流道的内壁采用螺旋结构，石英砂经该流道后，以螺旋式运动轨迹喷出，当颗粒表面熔化形成液层后，在高速螺旋状态惰性气体及外层液冷装置双重作用下，急速冷却，在表面张力的作用下，石英粉末的颗粒形成球形或类球形。
[0027]淬冷步骤将使颗粒不再长大，颗粒粒径较容易控制。作为优选方式，淬冷氛围包括冷却水及氩气氛围。其中，冷却水通过管路在淬冷空间的周壁流动，通过冷却水循环使淬冷空间保持在要求的温度，通过向淬冷空间送入低温氩气，形成氩气淬冷氛围。淬冷氛围的温
度可以为室温。
[0028]上述方法将石英砂喷射至电弧等离子矩产生的高温区，利用弧内高温将石英砂表面瞬间熔化，液体表面受到张力的作用收缩形成球形小液滴，再经过气化及淬冷形成球形和/或类球形的石英粉末。制得的石英粉末的粒径D50主要分布于5
‑
100μm。一方面，石英砂颗粒表面原来的触角及棱角被消除，另一方面，大部分低温杂质在高温离子炬中汽化，起到了提纯作用；此外，加热温度较高，反应速率快，经过冷却水及氩气氛围淬冷过程颗粒不再长大，颗粒粒径较容易控制。
[0029]S2、按质量份数要求称取步骤S1制备的石英粉末以及塑化剂、粘结剂、造孔剂、助烧剂并混合，经成型得到陶瓷生胚；
[0030]原料的质量份数要求，优选包括石英粉末20
‑
80份、塑化剂2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、称取定量的石英砂，利用喷射工艺将石英砂喷射至电弧等离子矩产生的高温区，将石英砂的表面熔化以及将杂质汽化，再经过淬冷氛围形成球形或/和类球形的石英粉末；S2、按质量份数要求称取：步骤S1制备的石英粉末、塑化剂、粘结剂、造孔剂、助烧剂并混合，经成型得到陶瓷生胚；S3、升温加热排胶，去除陶瓷生胚中的塑化剂、粘结剂、造孔剂，得到陶瓷前驱体，然后烧结得到多孔陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述淬冷氛围包括冷却水及氩气氛围。3.根据权利要求1所述的多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，石英砂以螺旋式运动经过所述高温区，电弧等离子矩的参数配置满足：高温区能够将经过其中的石英砂的表面熔化，以及高温区能够将经过其中的石英砂中的杂质汽化。4.根据权利要求1所述的多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的质量份数要求包括石英粉末20
‑
80份、塑化剂20
‑
80份、粘结剂20
‑
80份、造孔剂10
‑
60份、助烧剂1
‑
30份。5.根据权利要求4所述的多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述石英粉末的粒径D50为5
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【专利技术属性】
技术研发人员：李俊辉，齐会龙，聂革，丁磊，钟勇，
申请(专利权)人：深圳市吉迩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：