[发明专利]一种环保绿色半导体电热膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保绿色半导体电热膜及其制备方法，具体地说，本发明的环保绿色半导体电热膜包括：金属基材、氧化锡锑电热膜以及介于所述金属基材和所述氧化锡锑电热膜之间的二氧化硅介质膜层；其中，所述金属基材为带半圆球状凸起的金属基材，所述氧化锡锑电热膜包括位于所述介质层上的氧化锡锑层以及位于所述氧化锡锑层上的氧化锡锑螺旋结构层。本发明中电热膜与基体的附着力大大提高，即使温度不停变换也不容易剥落，寿命大大提高；此外，通过半圆球状凸起结合表面螺旋结构电热能效比大幅提升，抗高温衰减性能优良。

技术领域

本发明涉及电热材料技术领域，具体地说，涉及一种环保绿色半导体电热膜及其制备方法。

背景技术

目前在很多需要加热的场合，电阻丝加热、电磁辐射加热等方式较为常见。一般来说，电阻丝加热是通过改变电阻值来调整加热功率的加热方式，这种加热方式存在热效率低、安全系数低、后期维护成本高、寿命短等缺陷，其电能转换成热能的转换率不超过56％。而电磁辐射加热利用辐射能进行加热，又会存在电磁辐射危害以及成本过高的问题。

电热膜的电热转换效率高，节能效果显著，这是因为它发热面积大、与被加热体结合紧密的特点所决定的。其中，半导体电热膜(简称SEHF)是能紧密地结合在基材表面上，通电后成为面状热源的薄膜状半导体电热材料，它具有熔点高、硬度大、电阻低、热效率高、化学稳定性好等特点，特别是耐酸和碱，在加热过程中无明火的特性，在电热领域受到人们的重视。

目前科研人员对电热膜作了很多的研究，现有技术CN1074579 A中通过向二氧化锡半导体电热膜掺入铋、锑、铁、钛或氟等微量组分可制成多种阻值区间的半导体电热膜，虽然获得工作性能稳定的电热膜，但是实际电热转换率不高。 CN102925880A中公开了一种氧化锡锑半导体透明电热膜，利用超声喷雾方法向玻璃、陶瓷管表面沉积氧化锡锑薄膜，虽然制备过程简单，便于工业化生产，但是获得氧化锡锑半导体透明电热膜电热转换率不高，而且高温热稳定性差，存在长期使用后性能衰减的现象。CN105992408 A中公开了包含氧化铟锡的混合物经蒸镀法在高温450～600度绝缘基体的表面形成电热膜层，其可将辐射热能转换成远红外热能，实现温度的迅速提高，并降低排潮损失的温度、增强被加热能吸收的速度、减少热能损失，其能效利用率均高达90％以上，但是其随着温度的变化电热转换不稳定，存在性能衰减的情况。

因此，如何提高半导体电流膜电热转换能效比来提高能源的利用率，以及提升半导体电流膜温度变化的稳定性使其更好地满足于国家节能环保的要求是本领域的技术人员当前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于一种环保绿色半导体电热膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种环保绿色半导体电热膜，所述环保绿色半导体电热膜包括：金属基材、氧化锡锑电热膜以及介于金属基材和氧化锡锑电热膜之间的二氧化硅介质层；其中，所述金属基材为带半圆球状凸起的金属基材，所述氧化锡锑电热膜包括位于所述介质层上的氧化锡锑层以及位于所述氧化锡锑层的螺旋结构层。

进一步地，所述螺旋结构层位于所述氧化锡锑层上多个半圆球状凸起部上。

进一步地，所述金属基材选自不锈钢、铝、铜、钛及其合金的任一金属。

进一步地，所述二氧化硅介质层和所述氧化锡锑层依次均匀地平铺在所述带半圆球状凸起的金属基材上。

进一步地，所述螺旋结构层为类三角状螺旋结构层。

进一步地，所述二氧化硅介质层和所述氧化锡锑电热膜采用真空蒸镀法制备而成。

进一步地，所述氧化锡锑电热膜中二氧化锡和三氧化二锑的质量比为1:1 至1:1.5。

本发明目的之二在于，提供一种环保绿色半导体电热膜的制备方法，具体包括如下方法步骤：