[发明专利]一种发热电阻材料、含有其的陶瓷加热元件、制备及应用

权利要求书

1.一种发热电阻材料，其特征在于：由以下质量百分比的组分混合制备而成：

铁铬铝合金60~85%，纳米氧化铝8~20%，二氧化钛1~4%，二氧化硅0.4~2%，氧化钙0.2~1.0%，三氧化二钇0.1~0.4%。

2.根据权利要求1所述的发热电阻材料，其特征在于，所述铁铬铝合金由以下质量百分比的组分混合而成：

铬16~21%，铝2~5%，铼0.5~2%，钼1.4~2.5%，铌0.4~0.8%，余量为铁。

3.一种应用了权利要求1或2所述发热电阻材料的陶瓷加热元件，其特征在于：从下到上依次为下陶瓷基体（6）、下绝缘层（4）、发热电阻材料制成的加热电极（3）、上绝缘层（2）、上陶瓷基体（1），所述加热电极（3）连接有电极引线（5）。

4.根据权利要求3所述的陶瓷加热元件，其特征在于：所述下陶瓷基体（6）及上陶瓷基体（1）为2~4mo1％氧化钇稳定的四方多晶纳米氧化锆陶瓷。

5.根据权利要求4所述的陶瓷加热元件，其特征在于：所述下陶瓷基体（6）及上陶瓷基体（1）的厚度为0.1~2mm。

6.根据权利要求3所述的陶瓷加热元件，其特征在于：所述下绝缘层（4）及上绝缘层（2）为以氧化铝为主体的陶瓷材料，各组分及质量百分比为，纳米氧化铝95~98%，二氧化钛0.5~2%，二氧化硅0.4~2%、氧化钙0.2~0.7%，三氧化二钇0.1~0.3%。

7.根据权利要求6所述的陶瓷加热元件，其特征在于所述下绝缘层（4）及上绝缘层（2）的厚度为10~120μm。

8.一种权利要求3所述的陶瓷加热元件的制备方法，其特征在于制备步骤依次为：

（1）分别制备加热电极（3）、上绝缘层（2）及下绝缘层（4）、上陶瓷基体（1）及下陶瓷基体（6）的材料；

（2）各层材料的印刷：在下陶瓷基体（6）的生坯上采用丝网印刷工艺依次印刷下绝缘层（4）、加热电极（3）、上绝缘层（2）；其中下绝缘层（4）及上绝缘层（2）的印刷层厚度为15~160μm；加热电极（3）印刷层厚度为15~25μm；

步骤三：印刷后的叠合

将步骤二所得材料的生坯和上陶瓷基体（1）的生坯，在50~120℃的温度和10~60MPa的压力条件下进行叠合；

步骤四：高温烧结

将叠合体放入真空脱脂烧结一体炉中进行排胶脱脂和高温烧结，高温烧结温度为1350~1550℃，保温时间为1~3h；

步骤五：电极引线的焊接

采用钎焊工艺将加热电极和引线连接上，制备出所需的陶瓷加热元件。

9.根据权利要求8所述的陶瓷加热元件的制备方法，其特征在于：

上陶瓷基体（1）和下陶瓷基体（6）的制备方法为：采用流延工艺制备生坯，生坯的厚度为0.12~2.5mm；

加热电极丝网印刷浆料的制备方法为：将发热电阻材料所需原料物质的粉末和含有粘合剂的有机载体混合；所述发热电阻材料所需原料物质的粉末和含有粘合剂的有机载体的质量比为0.6~1.5:1；

上绝缘层（2）和下绝缘层（4）丝网印刷浆料的制备方法为：将绝缘层所需原料物质的粉末和含有粘合剂的有机载体混合；所述绝缘层所需原料物质的粉末和含有粘合剂的有机载体的质量比为0.6~1.5:1。

10.一种权利要求3所述的陶瓷加热元件作为豆浆机加热部件的应用。