用于对流体进行加热的方法和注射成型的模型技术

一种对流体进行加热的方法，所述方法包括以下步骤：提供注射成型的模型，所述模型包括具有正温度系数的陶瓷材料，所述陶瓷材料包含小于１０ｐｐｍ的金属杂质；以及使用所述注射成型的模型对流体进行加热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用陶瓷PTC加热器加热流体的方法。缩略语PTC表示正温度系数。 因此，这些加热器至少在有限温度间隔范围内具有电阻的正温度系数。本专利技术还涉及一种 注射成型的模型。
技术介绍
与
技术实现思路
用于加热流体的陶瓷PTC加热器通常被制成压缩丸剂的形式或被制成简单的几 何结构的形式，如立方体。陶瓷PTC元件被置于用于对沿该PTC元件行进的流体进行加热 的管道内部。这些简单的几何陶瓷PTC结构的体积与加热表面积之比无法充分满足一些特 定的应用场合的要求。通过使用完全由陶瓷PTC材料制成的非简单结构对流体如气体或液体进行加热， 使得可获得优点。对于无法通过压缩成型或挤出成型获得的一些复杂的几何形式，优选可 通过注射成型的方式获得。在注射成型的结构中，对于穿过该注射成型的模型的每条直线 而言，都可获得与该线垂直的至少两个剖面区域，对这两个剖面区域而言，如果沿该线进行 平移的话，则这两个区域无法被容纳在彼此之上。相反地，通过挤出成型的方式形成的几何结构包括穿过该结构的一条线，由此使 得整个结构沿该线包括相同的剖面。因此，通过挤出成型无法获得这样的几何结构，这种结构的剖面无法通过挤出的 方式用模具形成。用于注射成型的给料以颗粒的形式存在。这些颗粒包含粉末状陶瓷材料，所述陶 瓷材料包括BaTiO3以及有机结合剂。给料在高压下熔化成模型，该模型的形状与产品形状 是相反的。该可注射成型的给料优选包括陶瓷填料、用于与所述填料结合的基质和含量优选 小于IOppm的金属杂质。例如，该陶瓷可基于钛酸钡(BaTiO3),这是一种钙钛矿型(ABO3)陶瓷。对于注射成型工艺而言，可使用这样的给料，所述给料包括陶瓷填料、用于与所述 填料结合的基质和含量小于IOppm的金属杂质。一种可能的陶瓷填料可由以下结构式表 示_1] Ba1_x_yMxDyTi1-a-bNaMnb03其中的参数为:x= 0-0. 5,y = 0-0. 01,a = 0-0. 01 且b = 0-0. 01。在该结构中， M代表二价阳离子，如Ca、S r或Pb，D代表三价或四价供体(施主)，如Y、La或稀土元素， 且N代表五价或六价阳离子，如Nb或Sb。因此，可使用多种陶瓷材料，其中可根据后烧结的 陶瓷的所需电特征选择所述陶瓷的成分。所述给料的所述陶瓷填料可转化成这样的PTC陶瓷，所述PTC陶瓷的电阻率较低 且电阻-温度曲线的斜率较陡。根据所述陶瓷填料的成分和所述给料烧结过程中的条件， 由这种给料制成的PTC陶瓷在25°C下的电阻率可处在3 Ω cm至30000 Ω cm的范围内。电阻 开始增加时所处的特征温度Tb处在-30°C至340°C的范围内。由于更高含量的杂质会阻碍模制成型的PTC陶瓷的电特征，因此，所述给料中的金属杂质的含量低于lOppm。所述给料中的所述金属杂质可包括Fe、Al、Ni、Cr和W。由于在所述给料的制备过 程中采用的工具会带来磨损，因此这些金属杂质在所述给料中的含量-无论是组合起来的 含量还是每种相应杂质的含量_要小于lOppm。所述给料的制备包括使用具有这种低磨损度的工具，从而制备出这样的给料，所 述给料中包含的由于所述磨损带来的杂质的含量小于lOppm。因此，本专利技术使得可制成这样 的给料，该给料可模制成型，且其中包含的由于磨损带来的金属杂质的含量较低，且模制成 型的PTC陶瓷不会损失所需电特征。用于制备所述给料的工具包括硬质材料的涂层。所述涂层可包括任何硬金属，如 碳化钨(WC)。这种涂层降低了工具在与所述陶瓷填料和所述基质的混合物接触时的磨损度 且使得能够制备出这样的给料，所述给料中包含的由于所述磨损带来的金属杂质的含量较 低。金属杂质可以为Fe、但也可以是Al、Ni或Cr。当所述工具上涂覆有硬涂层如WC时，W 的杂质会被引入给料内。然而，这些杂质的含量小于50ppm。申请人已经发现这样的浓度 不会影响烧结而成的PTC陶瓷的所需电特征。在利用注射成型技术形成所述模型的情况下，必须关注所述模型中的所述金属杂 质以便确保所述PTC陶瓷的效率不会降低。陶瓷材料的PTC效应包括电阻率P作为温度 τ的函数而产生变化。尽管在特定温度范围内，电阻率P随温度τ的升高而产生的变化较 小，但从所谓居里温度Tc开始，电阻率P随着温度的升高而迅速增加。在该第二温度范围 内，温度系数，即电阻率在给定温度下的相对变化，可以是100% /K。如果在居里温度下并 未出现迅速升高，则说明模型的自调节性质并不令人满意。下面将在具体实施方式部分结合附图对用于加热流体的注射成型模型的特征进 行更详细地描述。附图说明图1是陶瓷PTC加热器的第一实施例的视图；图2是陶瓷PTC加热器的第二实施例的视图；图3是陶瓷PTC加热器的第三实施例的视图；图4是陶瓷PTC加热器的第四实施例的视图；图5是从另一角度观察到的图4所示陶瓷PTC加热器的第四实施例的视图；和图6是陶瓷PTC加热器的第五实施例的视图。具体实施例方式图1是用于加热流体的陶瓷PTC加热器的实施例的透视图。图1所示陶瓷PTC加 热器具有管形主体1，所述管形主体包括位于该管形主体的一端上的至少一个凸缘2。凸缘 2还可沿陶瓷PTC加热器的横向方向位于任何位置处。凸缘2包括两个孔3。孔3可用于 将陶瓷PTC加热器紧固到管道或其它一些部件上。凸缘2可包括任何数量的孔3，凸缘2并 不限于两个孔3。图1所示陶瓷PTC加热器优选被用作对循环通过管道的流体进行加热的 加热部段。管形本体1包括一个或多个突部。图中所示突部具有翅片4的形式。至少一个翅片4被置于陶瓷PTC加热器的管形本体1的内部。陶瓷PTC加热器具有位于管形本体1内 部的四个翅片4。在另一实施例中，位于管形本体1内部的翅片4可沿横向方向延伸，由此使得该延伸的部段的翅片不再被管形本体1围绕。图1所示陶瓷PTC加热器的第一实施例被用于对循环通过陶瓷PTC加热器的管形 本体1的流体，如气体或液体进行加热。管形部段1内部的翅片4提供了更大的表面积以 便对沿这些翅片4循环的流体进行加热。陶瓷PTC加热器的整个结构是通过对陶瓷PTC给料进行注射成型的方式制成的， 所述注射成型优选是在一个单一步骤中完成的。该陶瓷PTC给料中的金属杂质含量优选小 于lOppm。陶瓷PTC中的金属杂质会对陶瓷PTC的特性产生不希望的影响。对于无法通过压缩成型或挤出成型获得的一些复杂的几何形式，优选可通过注射 成型的方式获得。在注射成型的结构中，对于穿过该注射成型的模型的每条直线而言，都可 获得与该线垂直的至少两个剖面区域，对这两个剖面区域而言，如果沿该线进行平移的话， 则这两个区域无法在交叠部分齐平的情况下叠置在彼此之上。陶瓷PTC加热器包括至少一个包括导电涂层的区域。该导电涂层优选用于与陶瓷 PTC加热器进行电接触。导电涂层可例如包括Cr、Ni、Al、Ag或任何其它适当材料。对于更 大的模型而言，电涂层有利地被施加在陶瓷PTC加热器的两个相对区域上。对于更大的模型而言，在陶瓷PTC加热器的内表面和外表面上施加电涂层是有利 的。加热效应优选出现在导电涂层的区域周围。因此，对于更大的模型，例如图1所示模型 而言，优选在包括管形本体1和翅片4的完整的内表面上施加一个电涂层，且在管形本体1 的完整的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对流体进行加热的方法，所述方法包括以下步骤：提供注射成型的模型，所述模型包括具有正温度系数的陶瓷材料，所述陶瓷材料包含小于１０ｐｐｍ的金属杂质；使用所述注射成型的模型对流体进行加热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-12-5 11/950659一种对流体进行加热的方法，所述方法包括以下步骤提供注射成型的模型，所述模型包括具有正温度系数的陶瓷材料，所述陶瓷材料包含小于10ppm的金属杂质；使用所述注射成型的模型对流体进行加热。2.根据权利要求1所述的方法，包括注射成型的模型，由此对于于穿过该注射成型的 模型的每条直线而言，对于与该线垂直的至少两个剖面区域而言，如果沿该线进行平移的 话，则这两个区域无法在交叠部分齐平的情况下叠置在彼此之上。3.根据权利要求1所述的方法，其中居里温度介于20°C与250°C之间。4.根据权利要求1所述的方法，其中在25°C的温度下的电阻率处在1Ω cm至500 Ω cm 的范围内。5.根据权利要求1所述的方法，其中具有正温度系数的所述陶瓷材料包括BaTi03。6.根据权利要求1所述的方法，其中具有正温度系数的所述陶瓷材料包括 Ba1TyMxDyTi1IbNaMnbO3,其中χ = 0-0. 5， y = 0-0. 01， a = 0-0. 01，且 b = 0-0. 01 ；M包括二价阳离子，D包括三价或四价供体，且N包括五价或六价阳离子。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体沿所述注射成型的模型进行循环。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述注射成型的模型包括至少一个包括导电涂层 的区域。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个区域包括电触点。10.根据权利要求1所述的方法，其中至少所述注射成型的模型的被流体循环的表面 包括钝化涂层。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述钝化涂层包括防腐蚀物质。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述注射成型的模型包括肋部。13.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J伊尔，W卡尔，
申请(专利权)人：埃普科斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]