[发明专利]一种自限温氧化物电热膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于一种以材料或材料性质为特征的欧姆电阻发热薄膜，特别涉及一种具有自限温性能的氧化物电热膜的制造方法。

背景技术

透明导电氧化物材料是半导体家族中的重要一员，因其具有良好的光电性和节能效果，应用前景更为重要而广泛。常用的透明导电氧化物膜主要包括：SnO₂、In₂O₃、ZnO、Cd₂InO₄及其掺杂体系，他们的共同缺点是高温稳定性差，衰减快，寿命短，限制了使用范围。中国专利申请号：200710119631.5“具有自恒温透明高温电热膜管的生产方法”中提出以锡、锑、铜、镍的氯化物和乙醇按重量比8∶1∶1∶1∶10混合作镀膜液，采用喷涂热解法制膜，可得到“正温度系数具有自恒温性能且使用寿命长，稳定性好，安全可靠的电热膜。”与已有技术相比，该专利大大加大了掺杂剂Sb及其他添加剂的用量，想用提高正温度系数达到目的。但我们知道采用高价阳离子替位，能提高本征透明导电膜的电学性能，却不是越多越好。当掺杂量达到某一临界值时，电子浓度趋于一个饱和值，如继续提高掺杂水平，外来杂质在膜中与氧反应，生成不导电的第二相，致使电子迁移率急剧下降。在载流子浓度和迁移率的综合作用下，迁移率起主导作用，电阻率呈上升趋势，导电性随之下降。因此，要想保证电热膜的导电性与稳定性，必须综合考虑膜层的电阻率、载流子浓度和迁移率三者与掺杂物类及数量之间的辩证关系，优化组方，从源头给予保证。

发明内容

本发明的目的是根据上述技术所存在的问题，筛选优化组方，提供一种自限温氧化物电热膜的制造方法，从源头上保证电热膜的导电性与稳定性。

本发明的自限温氧化物电热膜的制造方法包括：配制成膜液，净化基材，基材上成膜，制作电极，通电老化，其具体工艺是：

(1)以四氯化锡为主料，三氯化锑为掺杂剂，二氯化铜和二氯化锰为高温抗老化剂，钛酸钡为高压阻值稳定剂，氢氟酸适量为掺杂助溶剂，无水乙醇为溶剂配制成膜液，

成膜液配方组分重量比如下：

四氯化锡(S_nCl₄·5H₂O)——100g…….主料

三氯化锑(SbCl₃)——-1.8g…….掺杂剂

二氯化铜(CuCl₂·2H₂O)——1.7g…….抗老化剂

二氯化锰(MnCl₂·4H₂O)——2.0g…….抗老化剂

钛酸钡(B_aTiO₃)——5.0g…….高压阻值稳定剂

氢氟酸(HF)——适量……掺杂助溶剂

无水乙醇(CH₃CH₂OH)——100g…….溶剂

配制方法：

第一步，按配方称取钛酸钡(B_aTiO₃)，溶于氢氟酸(HF)中，成钛酸钡溶液，盖好，备用，

第二步，按配方称取其他各组分-四氯化锡(S_nCl₄·5H₂O)，三氯化锑(SbCl₃)，二氯化铜(CuCl₂·2H₂O)，二氯化锰(MnCl₂·4H₂O)，溶于无水乙醇(CH₃CH₂OH)中，搅拌下慢慢加入第一步的钛酸钡溶液，充分搅拌均匀，置0-8℃的冷柜中备成膜用。

(2)净化基材

把玻璃、陶瓷类硬质耐温绝缘基材，竖立于超声波清洗机中，用自来水冲洗干净，擦去水汽，置于120-150℃下烘箱中烘干，盖好，备用。对云母板、矿棉纸类轻柔的耐温绝缘基材，用脱脂棉擦去灰尘油污。(必要时沾点酒精擦)

(3)成膜

把净化干燥好的耐温绝缘基材装上工夹具，送入600-650℃的生成炉中，用经过净化除去油水杂质的压缩空气(压力为0.2-0.4MPa)，把成膜液雾化喷入生成炉，高温下空气中的氧和水汽与成膜液各组分发生一系列化学反应，生成的氧化物导电晶粒嵌入基材表面晶格中，积淀成膜，使原本绝缘的基材表面形成一层稳定性、导电性均良好的功能性薄膜，

同理：