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加热小能手:氧化铝陶瓷发热体
2020年01月19日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:785
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生活中不少家电都需要依靠其制热部件进行发热,比如说咖啡机、饮水机、烤箱等等。在过去,担任这些加热“大责”的制备部件,往往都是以金属为基本的结构原材料,在使用过程中,容易因长期加热而导致部件发生氧化,影响其使用寿命。

为了避免这些问题的出现,自然要寻找替代材料,氧化铝陶瓷就是一个好选择。通过在氧化铝陶瓷上印刷电阻浆料后,经过高温共烧合成,电极、引线处理后,就能生成出新一代中低温发热元件——氧化铝陶瓷发热体

 

氧化铝陶瓷发热体的主要原辅料

类型

材料名称

理化性质

原料

氧化铝

两性氧化物,难溶于水及非极性有机溶剂,熔点2050℃,含量一般为93~96%之间

二氧化硅

常温下为固体,不溶于水

碳酸钙

中性化合物,基本不溶于水,溶于酸

高岭土

熔点约1785℃,具有可塑性,湿土能塑成各种形状而不破碎

滑石

质软,绝热及绝缘性

辅料

石蜡

蜡状固体,是一种很好的储热材料,比热容为2.14~2.9J/(kg·K)

聚乙烯醇

水溶性聚合物,不溶于汽油、煤油、植物油等

 

一、工作原理

氧化铝陶瓷发热体使用的是目前流行的电阻加热原理设计,即当电流通过发热丝线路时,发热丝线路会发热,而且氧化铝陶瓷发热体具有金属正温度特性,产品阻值会随着温度上升而增大,从而降低产品的实际使用功率,同时不会影响加热效果。

氧化铝陶瓷片通电发热状况

二、分类及应用

目前氧化铝陶瓷发热体最常见的有:陶瓷电热管、陶瓷发热盘、陶瓷发热片、陶瓷电热圈等可根据应用场合的不同,选择不同的形状样式。它们的共同特点是电转换效率高、加热速度快、耐高温耐腐蚀、使用寿命长等。

应用上,陶瓷发热件主要应用在:家用电热电器方面——小型温风取暧器、电吹风、干衣机、暖气机、冷暖手机、干燥器、电热夹板、电熨斗、电烙铁、直发器、卷发烫发器、电子保温瓶、保温柜、电热炊具、座便陶瓷加热器、热水器等;工业方面——工业烘工设备,电热粘合器、水油及酸碱液体加热器等;在电子行业方面——小型专用晶体器件恒温槽;在医疗方面如红外理疗仪,静脉注射液加热器等。

三、制备要点

以氧化铝陶瓷加热片为例——在许多大功率的应用场合下,对氧化铝加热片有着极高的质量要求,尤其是其抗热震性。材料的抗热震性能取决于材料内部热应力,几何形状和环境介质等因素的影响,所以陶瓷材料的抗热震性能必将是其力学、热学性能对应于各种受热条件及其外界约束的综合表现。

由于氧化铝陶瓷发热片的制备是将发热电阻浆料按照发热电路设计要求印刷于陶瓷生坯上,然后再多层叠合共烧成一体,因此氧化铝陶瓷加热片的抗热震性,除了与氧化铝陶瓷本身性能有关外,还与电阻酱料与氧化铝陶瓷的结合能力、发热线路发热均匀性、网版印刷过程及烧结过程的残余应力及其分布、安装使用受力等诸多条件都有着不可忽视的关联性,如印刷线路设计应使得发热时的温度梯度尽可能小,不容易形成热应力集中效应,否则加热片容易炸裂等。

炸裂的氧化铝陶瓷加热片

小小的氧化铝陶瓷加热件,既符合环保要求、不含铅、镉、汞、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质,又有耐腐蚀耐高温、寿命长、高效节能等诸多优点,在将来它一定能够更广泛的应用,为我们的生活持续带来温暖。

粉体圈 小榆整理

 


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