[发明专利]镍-氧化锆金属陶瓷及其应用

说明书

本申请公开了镍‑氧化锆金属陶瓷及其应用。该镍‑氧化锆金属陶瓷由包括以下步骤的方法所制得：（A）提供生坯，所述生坯的原料包含50~90wt%氧化锆、10~50wt%镍‑掺杂相金属粉，其中镍‑掺杂相金属粉中镍的含量至少为90wt%，掺杂相金属的含量至多为10wt%，所述掺杂相金属选自钒、铝、铁、铜中一种或至少二种；（B）将所述生坯烧结。添加某些掺杂相金属，如钒、铝、铁、铜，可以有效降低镍相、氧化锆相之间的表面张力和液‑固界面能，从而降低润湿角，改善其润湿性，可以打破镍相、氧化锆相之间的界面，使得金属镍相、氧化锆相融为一体，提高了镍在这个陶瓷材料中分布的均一性，从而提高陶瓷整体的导电性。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料的技术领域，尤其涉及镍-氧化锆金属陶瓷及其应用。

背景技术

电加热器是新型烟草制品的重要组成部分。从传统的金属材料（金属合金发热丝）到非金属材料（PTC热敏陶瓷）最后到金属陶瓷复合材料（MCH金属陶瓷发热体），电加热材料的发展继承了上一代的优点摒弃了其缺点，但仍然存在一定的不足之处。例如，传统电热材料金属合金丝易氧化加热效果差；PTC热敏陶瓷因弱导电性和低居里温度而掺杂却难于烧结；MCH基板材料的最佳选择以及克服金属和陶瓷共烧的难点。

中国发明专利CN110200331A公开了一种电子烟加热器，其采用氧化锆增韧氧化铝的ZTA为陶瓷基板，在该陶瓷基板表面依序印刷有底部绝缘层、上电极层、下电极层、可焊层和表面绝缘层所构成，但在印刷焊层后金属与陶瓷共烧时仍存在诸多的工艺上的难点，如共烧时的气氛、温度及制度等。

由此可知，以上陶瓷发热体所用的陶瓷材料，由于其导电性较弱，因而需要在陶瓷发热体上另行配置导电部件，这样增加了陶瓷发热体的制作难度。

发明内容

有鉴于此，本申请提供镍-氧化锆金属陶瓷及其应用，极大地提高了导电性。

根据所属领域技术人员普遍的认知水平，氧化锆本身的电阻率极高，而镍的电阻率却较低。据此，镍-氧化锆金属陶瓷材料中因为有镍的添加理应具有较为理想的导电性，然后现实所出现的情况是镍加入并不会明显带来复合陶瓷材料的导电性显著提升。在先技术人员试图以加入导电属性较镍更好的其它金属，复合陶瓷材料的导电性的提升也并不尽人意。

本发明人已经意外地发现，造成镍-氧化锆金属陶瓷材料的导电性不高的原因并非是所加入金属本身的导电性有限，而是镍与氧化锆由于二者相容性较大的差异，在复合陶瓷材料中呈现界面分明的镍相、氧化锆相，这造成了电子的传递仅仅局限在镍相中，被氧化锆相所阻断。

本发明人经过艰难地尝试后发现添加某些掺杂相金属，如钒、铝、铁、铜，可以有效降低镍相、氧化锆相之间的表面张力和液-固界面能，从而降低润湿角，改善其润湿性，可以打破镍相、氧化锆相之间的界面，使得金属镍相、氧化锆相融为一体，提高了镍在这个陶瓷材料中分布的均一性，从而提高陶瓷整体的导电性。基于此，创造了本申请。

第一方面，本申请提供镍-氧化锆金属陶瓷，其由包括以下步骤的方法所制得：

（A）提供生坯，所述生坯的原料包含50~90wt%氧化锆、10~50wt%镍-掺杂相金属合金粉，其中镍-掺杂金属相中镍的含量至少为90wt%，掺杂相金属的含量至多为10wt%，所述掺杂相金属选自钒、铝、铁、铜中一种或至少二种；

（B）将所述生坯烧结。

生坯

本申请生坯必需地添加氧化锆、镍-掺杂相金属合金，还可选择性添加常规技术中所填加的一些诸如粘合树脂，或者烧结助剂以提升烧结性能等。