[发明专利]防结垢氮化硅陶瓷电热板及制作方法

摘要

本发明涉及防结垢氮化硅陶瓷电热板及制作方法。电热板包括基体、螺旋线发热钨丝、钼丝电极、绝缘热缩管、导线连接组成。基体由阿尔法相为93以上的氮化硅粉93％～96％质量、氧化钇粉2％～3％质量、氧化镁粉2％～4％质量，经过等静压处理后的粉料烧结而成，基体为一端平面成“凹”字形的矩形；两突出部位设有与导线连接的钼丝电极。钨丝卷成螺旋线嵌入在基体内部，钼丝电极插入至钨丝螺旋线内，外端与导线焊接牢固，在焊接处外围套有绝缘热缩管。制作过程经过原料混和，粉料烧结，素坯成型再烧结；然后经磨光、焊接、密封过程。本产品在螺旋线钨丝内插入高温烧结后不会氧化的钼丝作电极，焊接牢固。基体磨光后不易结垢，能提高传热效率。

主权项

一种防结垢氮化硅陶瓷电热板，包括氮化硅基体(1)、嵌入在基体(1)内部的螺旋线发热钨丝(2)、钼丝电极(2)、高保护性能的绝缘热缩管(4)、耐高温导线(5)连接组成，其特征是所述基体(1)由阿尔法相为93以上的氮化硅粉93％～96％质量、氧化钇粉2％～3％质量、氧化镁粉2％～4％质量，经等静压处理后的粉料烧结而成，其平面形状为一端成“凹”字的矩形，在“凹”字的两突出部位分别设有与导线(5)连接的钼丝电极(3)，所述钼丝电极(3)里段插入至卷成螺旋线的钨丝(2)内，所述钼丝电极(3)外端与导线(5)焊接牢固，并在焊接处外围套有绝缘热缩管(4)密封保护；防结垢氮化硅陶瓷电热板的制作方法和步骤如下：A、基体制作1)粉料制备：将干燥硅粉放入氮化炉中并充入一定量的氩气200～300L/h，氮气600～1000L/h，氢气100～150mL/min，升温至1200～1300℃，烧结48小时后得到阿尔法相为93以上的氮化硅粉，而后将氮化硅粉93％～96％质量、氧化钇粉2％～3％质量、氧化镁粉1.5％～4％质量混合后放入镶装有氮化硅内衬层的球磨桶中，加入工业用无水乙醇适量，用氮化硅磨球对粉料进行磨制，30小时后倒入容器中放入烘箱烘干后过筛，再用等静压机保压，而后过筛后成40目以上颗粒状粉料备用；2)干压成型：取相当于素坯质量二分之一的上述混合粉料，倒入模具中刮平，然后将引出段插入有钼丝电极的螺旋线钨丝嵌入，再加入另外二分之一质量的粉料，刮平后将上压头放入素坯模中用50t压机将粉料压制成密度为1.65g/cm3的氮化硅素坯；3)素坯烧结：将素坯放入定制的石墨模具中，并将多个石墨模具组成叠层，然后将多个叠层放在一起，放入真空热压烧结炉中，经加热加压烧结——从室温开始升温，在50分钟内加热至1000℃，然后用液压机对素坯施加5t压力，再在30分钟内加热至1600℃，然后再加压至30t压力，再在30分钟内升温至1800℃，维持30t压力不变，保温30分钟，在烧结同时应对炉内保持一定的真空度，并当温度升至1200℃后开始充氮气保护，直至烧结完成，待炉温冷却降至室温后将基体逐个取出。B、机械加工1)磨光：将烧结成型后的基体放在平面磨床上进行两面及侧边磨光，表面粗糙度应达到0.1～0.2μm；2)焊接：将耐高温导线头部与基体上钼丝电极的外露部分焊接牢固；3)密封：在导线头部与钼丝电极外露部分的焊接处外围套上受热后收缩的塑料管即热缩管密封保护。