本發明專利技術涉及一種絕緣材料，還涉及應用該絕緣材料的陶瓷加熱元件及其制備方法，還涉及該陶瓷加熱元件的應用。一種絕緣材料，為以氧化鋁為主體的陶瓷材料，各組分及質量百分比為，納米氧化鋁95~98%，二氧化鈦0.5~2%，二氧化硅0.4~2%、氧化鈣0.2~0.7%，三氧化二釔0.1~0.3%。一種應用了上述絕緣材料的陶瓷加熱元件，從下到上依次為下陶瓷基體、所述絕緣材料制成的下絕緣層、加熱電極、所述絕緣材料制成的上絕緣層、上陶瓷基體，所述加熱電極連接有電極引線。本發明專利技術絕緣材料具有燒結溫度低、絕緣性能好、與發熱電阻材料和陶瓷支撐體匹配性佳、使用壽命長、綠色環保、對人體無傷害的優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種絕緣材料 ，還涉及應用該絕緣材料的陶瓷加熱元件及其制備方法，另外還涉及該陶瓷加熱元件的應用。
技術介紹
陶瓷加熱元件是一種高效率、熱分布均勻、具有絕緣性能的加熱器，是直接在陶瓷生坯上印刷導電電阻漿料，經疊片、排膠后，在高溫下共燒成為一體的產品，產品本身及生產過程符合環保要求。與傳統合金電熱絲，PTC加熱元件相比較具有結構簡單、升溫迅速、功率密度大、使用安全、耐腐蝕、使用壽命長等諸多優點，所以廣泛應用于日常生活，工業技術，軍事，科學，通訊，醫療，環保，宇航等多種領域。豆漿具有極高的營養價值，在豆漿里含有多種優質蛋白、多種維生素、多種人體必須的氨基酸和多種微量元素等，是一種非常理想的健康食品。無論成年人、老年人和兒童，只要堅持飲用，對于提高體質、預防和治療病癥，都大有益處。隨著人們健康認識的增強，為了衛生，喝的放心，紛紛選擇家庭自制豆漿，從而拉動家用豆漿機市場。但是現在市場上的豆漿機的加熱器為主要為電阻絲加熱管，現有發熱器具有如下不足之處 1.金屬和豆漿直接接觸，豆漿中殘留金屬和金屬腐蝕物，使得豆漿有金屬殘留味，影響豆漿的美味，并且對人體健康還會造成一定的傷害； 2.發熱管不易清洗干凈，容易滋生細菌；3.發熱管的加熱均勻性差，產生局部高溫，在發熱體表面容易出現焦糊，難以清洗。現有陶瓷加熱器主要應用于氣體傳感器等領域，在廚房電器領域應用罕見。專利申請號CN200580016753. 0公開了一種陶瓷加熱器和采用其的氧傳感器及燙發剪，專利申請號CN200520043672. 7公開了一種帶高靈敏度溫度傳感器的新型氧化鋁陶瓷加熱片。以上陶瓷加熱元件的陶瓷都為氧化鋁陶瓷，氧化鋁表面粗糙，陶瓷脆性大，與人體相容性差，不適合做豆漿機的加熱器。
技術實現思路
本專利技術要解決的第一個技術問題是提供一種新型絕緣材料，該絕緣材料具有燒結溫度低、絕緣性能好、與發熱電阻材料和陶瓷支撐體匹配性佳、使用壽命長、綠色環保、對人體無傷害的優點。 本專利技術要解決的第二個技術問題是提供一種應用了該絕緣材料的陶瓷加熱元件。該陶瓷加熱元件升溫迅速、功率密度大、加熱均勻、耐腐蝕、容易清洗、對食物無污染、使用壽命長，且成本低。本專利技術要解決的第三個技術問題是提供上述陶瓷加熱元件的制備方法。本專利技術要解決的第四個技術問題是提供該陶瓷加熱元件的具體應用。本專利技術所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現一種絕緣材料，為以氧化鋁為主體的陶瓷材料，各組分及質量百分比為，納米氧化鋁95 98%，二氧化鈦0. 5 2%，二氧化硅0. 4 2%、氧化鈣0. 2 0. 7%,三氧化二釔0. I 0. 3%。一種應用了上述絕緣材料的陶瓷加熱元件，從下到上依次為下陶瓷基體、所述絕緣材料制成的下絕緣層、加熱電極、所述絕緣材料制成的上絕緣層、上陶瓷基體，所述加熱電極連接有電極引線。所述下陶瓷基體及上陶瓷基體為2 4m0l%氧化釔穩定的四方多晶納米氧化鋯陶瓷。所述下陶瓷基體及上陶瓷基體的厚度為0. f 2mm。所述加熱電極所用的材料由以下質量百分比的組分混合制備而成鐵鉻鋁合金60 85%，納米氧化鋁8 20%，二氧化鈦I 4%，二氧化硅0. 4 2%，氧化鈣0. 2 I. 0%,三氧化二釔0.I 0. 4%。所述鐵鉻鋁合金由以下質量百分比的組分混合而成鉻16 21%，鋁2 5%，錸0.5 2%，鑰I. 4 2. 5%，鈮0. 4 0. 8%，余量為鐵。所述下絕緣層(4)及上絕緣層(2)的厚度為l(Tl20lim。一種上述的陶瓷加熱元件的制備方法，制備步驟依次為 (1)分別制備加熱電極、上絕緣層及下絕緣層、上陶瓷基體及下陶瓷基體的材料； (2)各層材料的印刷在下陶瓷基體的生坯上采用絲網印刷工藝依次印刷下絕緣層、力口熱電極、上絕緣層；其中下絕緣層及上絕緣層的印刷層厚度為15 160iim ;加熱電極(3)印刷層厚度為15 25iim; 步驟三印刷后的疊合 將步驟二所得材料的生坯和上陶瓷基體的生坯，在5(Tl20°C的溫度和l(T60MPa的壓力條件下進行疊合； 步驟四高溫燒結 將疊合體放入真空脫脂燒結一體爐中進行排膠脫脂和高溫燒結，高溫燒結溫度為135(Tl550°C，保溫時間為I 3h ； 步驟五電極引線的焊接 采用釬焊工藝將加熱電極和引線連接上，制備出所需的陶瓷加熱元件。所述上陶瓷基體和下陶瓷基體的制備方法為采用流延工藝制備生坯，生坯的厚度為 0. 12 2. 5mm ； 加熱電極絲網印刷漿料的制備方法為將發熱電阻材料所需原料物質的粉末和含有粘合劑的有機載體混合；所述發熱電阻材料所需原料物質的粉末和含有粘合劑的有機載體的質量比為0. 6 1.5:1。上絕緣層(2)和下絕緣層(4)絲網印刷漿料的制備方法為將絕緣層所需原料物質的粉末和含有粘合劑的有機載體混合；所述絕緣層所需原料物質的粉末和含有粘合劑的有機載體的質量比為0. 6^1. 5:1。一種陶瓷加熱元件作為豆漿機加熱部件的應用。相比現有技術，本專利技術具有如下有益效果 I、本專利技術新型絕緣材料具有燒結溫度低、絕緣性能好、與發熱電阻材料和陶瓷支撐體匹配性佳、使用壽命長、綠色環保、對人體無傷害的優點。2、本專利技術應用了該絕緣材料制成的陶瓷加熱元件，經測試，具有如下優點(1)加熱效率高，達到300°C僅需50秒；(2)加熱均勻性高，5個點的溫差最大值小于5°C ；(3)耐久性高，經3000次循環冷熱沖擊試驗后，沒有裂紋、脫落、分層，電阻變化率小于8% ； (4)外觀沒有裂紋，沒有污點，表面光潔。3、本專利技術應用了該發熱電阻材料制成的陶瓷加熱元件應用于豆漿機中，相比現有電阻絲加熱管具有如下優點(1)不產生金屬殘留物和金屬腐蝕物，豆漿中無金屬殘留味，對人體不產生危害；(2)陶瓷加熱元件更易清洗，不會有細菌滋生；(3)由于陶瓷加熱元件的加熱均勻性好，不會因局部高溫造成豆漿焦糊，降低豆漿的口味及營養價值。附圖說明 圖I為本專利技術陶瓷加熱元件的爆炸圖。具體實施例方式為了便于本領域技術人員理解，下面將結合實施例對本專利技術做進一步的描述。實施例僅是本專利技術的優選實施方式，不是對本專利技術的限制。實施例I 一種絕緣材料，各組分及質量百分比為，納米氧化鋁97%，二氧化鈦I. 2%，二氧化硅1%，氧化鈣0. 5%、三氧化二釔0. 3%。如圖I所示，一種應用了上述絕緣材料的陶瓷加熱元件，從下到上依次為下陶瓷基體6、上述絕緣材料制成的下絕緣層4、加熱電極3、上述絕緣材料制成的上絕緣層2、上陶瓷基體I，所述加熱電極3連接有電極引線5。所述上陶瓷基體I和下陶瓷基體6為3mol %氧化釔穩定的四方多晶納米氧化鋯陶瓷。制備發熱電極3所用的發熱電阻材料，由以下質量百分比的組分混合而成鐵鉻鋁合金80%，納米氧化鋁13%，二氧化鈦4%，二氧化硅I. 8%,氧化鈣0. 8%、三氧化二釔0. 4%。其中鐵鉻鋁合金由以下質量百分比的組分混合而成鉻(Cr)為19%，鋁(Al)為5%，錸(Re ) 2%，鑰(Mo ) 2%，鈮(Nb ) 0. 8%，余量為鐵(Fe )。下面對陶瓷加熱元件的制備方法作詳細說明。步驟一各層材料的制備 (I)陶瓷基體的制備 采用流延工藝制備3m0l%氧化釔穩定的納米氧化鋯陶瓷基體的生坯，生坯的長度為80mm,寬度為30mm本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種絕緣材料，其特征在于為以氧化鋁為主體的陶瓷材料，各組分及質量百分比為，納米氧化招95 98%, 二氧化鈦0. 5 2%, 二氧化娃0. 4 2%、氧化I丐0. 2 0. 7%,三氧化二宇乙0.ro. 3%。2.一種應用了權利要求I所述絕緣材料的陶瓷加熱元件，其特征在于從下到上依次為下陶瓷基體(6)、所述絕緣材料制成的下絕緣層(4)、加熱電極(3)、所述絕緣材料制成的上絕緣層(2)、上陶瓷基體(1)，所述加熱電極(3)連接有電極引線(5)。3.根據權利要求2所述的陶瓷加熱元件，其特征在于所述下陶瓷基體(6)及上陶瓷基體(I)為2 4mol%氧化釔穩定的四方多晶納米氧化鋯陶瓷。4.根據權利要求3所述的陶瓷加熱元件，其特征在于所述下陶瓷基體(6)及上陶瓷基體(I)的厚度為0. I 2mm。5.根據權利要求2所述的陶瓷加熱元件，其特征在于所述加熱電極(3)所用的材料由以下質量百分比的組分混合制備而成鐵鉻鋁合金6(T85%，納米氧化鋁8 20%，二氧化鈦I 4%，二氧化硅0. 4 2%，氧化鈣0. 2 I. 0%，三氧化二釔0. ro. 4%。6.根據權利要求5所述的陶瓷加熱元件，其特征在于所述鐵鉻鋁合金由以下質量百分比的組分混合而成鉻16 21%，鋁2 5%，錸0. 5 2%，鑰I. 4 2. 5%，鈮0. 4 0. 8%，余量為鐵。7.根據權利要求2所述的陶瓷加熱元件，其特征在于所述下絕緣層(4)及上絕緣層(2)的厚度為l(Tl20iim。8.—種權利要求2所述的陶瓷加熱元件的制備方法，其特征在于制備步驟依...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡延超，陳彬，
申請(專利權)人：惠州市富濟電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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