加熱小能手:氧化鋁陶瓷發熱體

2021-02-12 粉體圈

生活中不少家電都需要依靠其制熱部件進行發熱，比如說咖啡機、飲水機、烤箱等等。在過去，擔任這些加熱「大責」的製備部件，往往都是以金屬為基本的結構原材料，在使用過程中，容易因長期加熱而導致部件發生氧化，影響其使用壽命。

為了避免這些問題的出現，自然要尋找替代材料，氧化鋁陶瓷就是一個好選擇。通過在氧化鋁陶瓷上印刷電阻漿料後，經過高溫共燒合成，電極、引線處理後，就能生成出新一代中低溫發熱元件——氧化鋁陶瓷發熱體。

氧化鋁陶瓷發熱體的主要原輔料

類型

材料名稱

理化性質

原料

氧化鋁

兩性氧化物，難溶於水及非極性有機溶劑，熔點2050℃，含量一般為93~96%之間

二氧化矽

常溫下為固體，不溶於水

碳酸鈣

中性化合物，基本不溶於水，溶於酸

高嶺土

熔點約1785℃，具有可塑性，溼土能塑成各種形狀而不破碎

滑石

質軟，絕熱及絕緣性強

輔料

石蠟

蠟狀固體，是一種很好的儲熱材料，比熱容為2.14~2.9J/(kg·K)

聚乙烯醇

水溶性聚合物，不溶於汽油、煤油、植物油等

氧化鋁陶瓷發熱體使用的是目前流行的電阻加熱原理設計，即當電流通過發熱絲線路時，發熱絲線路會發熱，而且氧化鋁陶瓷發熱體具有金屬正溫度特性，產品阻值會隨著溫度上升而增大，從而降低產品的實際使用功率，同時不會影響加熱效果。

氧化鋁陶瓷片通電發熱狀況

目前氧化鋁陶瓷發熱體最常見的有：陶瓷電熱管、陶瓷發熱盤、陶瓷發熱片、陶瓷電熱圈等，可根據應用場合的不同，選擇不同的形狀樣式。它們的共同特點是電轉換效率高、加熱速度快、耐高溫耐腐蝕、使用壽命長等。

應用上，陶瓷發熱件主要應用在：家用電熱電器方面——小型溫風取曖器、電吹風、乾衣機、暖氣機、冷暖手機、乾燥器、電熱夾板、電熨鬥、電烙鐵、直發器、捲髮燙髮器、電子保溫瓶、保溫櫃、電熱炊具、座便陶瓷加熱器、熱水器等；工業方面——工業烘工設備，電熱粘合器、水油及酸鹼液體加熱器等；在電子行業方面——小型專用晶體器件恆溫槽；在醫療方面如紅外理療儀，靜脈注射液加熱器等。

以氧化鋁陶瓷加熱片為例——在許多大功率的應用場合下，對氧化鋁加熱片有著極高的質量要求，尤其是其抗熱震性。材料的抗熱震性能取決於材料內部熱應力，幾何形狀和環境介質等因素的影響，所以陶瓷材料的抗熱震性能必將是其力學、熱學性能對應於各種受熱條件及其外界約束的綜合表現。

由於氧化鋁陶瓷發熱片的製備是將發熱電阻漿料按照發熱電路設計要求印刷於陶瓷生坯上，然後再多層疊合共燒成一體，因此氧化鋁陶瓷加熱片的抗熱震性，除了與氧化鋁陶瓷本身性能有關外，還與電阻醬料與氧化鋁陶瓷的結合能力、發熱線路發熱均勻性、網版印刷過程及燒結過程的殘餘應力及其分布、安裝使用受力等諸多條件都有著不可忽視的關聯性，如印刷線路設計應使得發熱時的溫度梯度儘可能小，不容易形成熱應力集中效應，否則加熱片容易炸裂等。

炸裂的氧化鋁陶瓷加熱片

小小的氧化鋁陶瓷加熱件，既符合環保要求、不含鉛、鎘、汞、多溴聯苯、多溴二苯醚等有害物質，又有耐腐蝕耐高溫、壽命長、高效節能等諸多優點，在將來它一定能夠更廣泛的應用，為我們的生活持續帶來溫暖。

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