專利名稱：陶瓷加熱器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種在陶瓷基體(以下簡稱為基體)上形成一個加熱元件的陶瓷加熱器，更具體地說，本發(fā)明涉及一種適用于電設備或電子裝置的陶瓷加熱器。
通常，具有優(yōu)異絕緣性和在加熱器電路設計方面具有高度隨意性的陶瓷被用作各種加熱器的基體。特別是，廣泛使用具有較高機械性能的氧化鋁燒結(jié)體陶瓷材料，其導熱率可達到30W/m.K，因此，其具有較優(yōu)異的熱導性和熱震性，并且能以較低的成本獲得。然而，當將氧化鋁燒結(jié)體用于基體時，基體不能承受加熱元件溫度劇烈的變化，并由于熱震而導致破損。
JP(延遲公開)4324276(1992)公開了一種使用導熱率至少為160W/m.K的氮化鋁的陶瓷加熱器。導熱率達到這種程度的基體溫度的劇烈變化不同于氧化鋁基體，其不會由于溫度劇烈變化而破損。該文獻描述通過疊加大約4層氮化鋁，并在各層中形成不同形狀的加熱元件，同時使電極基本上位于基體中央以確保在陶瓷加熱器中溫度分布均勻，從而保證了整個加熱器的均勻加熱性。
JP(延遲公開)9197861(1997)公開了將氮化鋁用于定影設備加熱器基體的內(nèi)容。按照該現(xiàn)有技術(shù)，通過使氮化鋁的平均粒徑不大于6.0微米，并最好混有燒結(jié)助劑，以及在不高于1800℃下，優(yōu)選在不高于1700℃下燒結(jié)，可獲得導熱率至少為50W/m.K，優(yōu)選至少為200W/m.K的基體。該文獻描述將此具有優(yōu)異導熱性的基體用于定影設備加熱器中時，可有效地將加熱元件的熱轉(zhuǎn)移到紙上或調(diào)色劑上，并改善定影速度。
另外，JP(延遲公開)1195583(1999)公開了將氮化硅用作定影設備加熱器的基體的內(nèi)容。該現(xiàn)有技術(shù)通過使用強度較高的氮化硅減少了基體自身的厚度，氮化硅的抗彎強度為490-980N/mm2，而導熱率至少為80W/m.K，并且熱載量降低導致能量消耗降低。該文獻描述氮化硅導熱率比氮化鋁低。因此，加熱元件的熱不容易轉(zhuǎn)移到供給部件的連接器中，但由于避免了無法接觸的情況而能夠防止加熱元件的電極氧化。
當基體的導熱率增加時，熱向加熱部件以外的部件中擴散的數(shù)量也在增加，盡管加熱部件的熱擴散效率得到改善，但其卻導致能量消耗增加。為了防止加熱元件的電極和供給部件的連接器之間的接觸件氧化，有效的做法是使基體周圍的均勻加熱性能優(yōu)異，而使加熱元件電極周圍的溫度低于加熱元件區(qū)域至少百分之幾。
本發(fā)明的目的是提供一種基體機械強度增加和抗熱震性改善的陶瓷加熱器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種基體導熱率可控，而加熱元件和電極之間的溫度梯度松散，從而防止加熱元件的電極和供給部件的連接器之間的接觸件氧化的陶瓷加熱器。
在本發(fā)明的陶瓷加熱器中，在其表面上裝配有電極和加熱元件的陶瓷基體成型時，形狀要滿足A/B≥20的規(guī)定，假定A代表從加熱元件和電極之間的接觸件到緊靠電極的基體端點的距離，而B代表基體厚度，將基體的導熱率調(diào)整為30-80W/m.K。
形成基體的主要成分是氮化鋁，氮化硅或碳化硅，并向其中加入導熱率不大于50W/m.K的輔助成分。
如果陶瓷的主要成分是氮化鋁，向100重量份氮化鋁中加入5-100重量份氧化鋁，1-20重量份硅和/或硅化合物(按二氧化硅計)，或5-100重量份鋯和/或鋯化合物(以二氧化鋯計)，以便調(diào)整其導熱率。
為了獲得具有較高機械強度的陶瓷燒結(jié)體，加入1-10重量份(相對于100重量份氮化鋁)周期表中的堿土金屬元素和/或稀土金屬元素作為燒結(jié)助劑。優(yōu)選地將鈣(Ca)選作周期表中的堿土金屬元素，同時優(yōu)選地將釹(Nd)或鐿(Yb)作為元素周期表中的稀土金屬元素。
用于本發(fā)明陶瓷加熱器基體的材料優(yōu)選地由氮化鋁(AIN)，氮化硅(Si3N4)或碳化硅(SiC)組成。通過將這樣的陶瓷材料粉末與不超過百分之幾的合適燒結(jié)助劑一起燒結(jié)可獲得導熱率超過100W/m.K的基體，通過向粉末中加入導熱率不超過50W/m.K的輔助成分可將基體的導熱率減少至30-80W/m.K。
如果基體的導熱率低于30W/m.K，由于加熱元件聚集能量而使加熱元件的溫度突然增加，從而產(chǎn)生熱震，進而導致基體自身被迫破損的可能性較高。如果基體的導熱率高于80W/m.K，加熱元件的熱量向整個基體擴散，從而致使向加熱部件以外的其它部件擴散的熱數(shù)量被迫增加，同時，盡管均勻加熱性是優(yōu)異的，但能量消耗卻增加了。
當將氧化鋁(Al2O3)加入到氮化鋁(AlN)中時，相對于100重量份數(shù)的后者，優(yōu)選地加入5-100重量份數(shù)的前者。所加入的氧化鋁中的氧固溶到燒結(jié)體中的氮化鋁中，由此減少了導熱率。同時在氮化鋁晶界處存在著自身導熱率大約為20W/m.K的氧化鋁，從而有效地減少了陶瓷燒結(jié)體的導熱率。如果氧化鋁的含量少于5重量份數(shù)，導熱率可能就要超過80W/m.K，如果氧化鋁的含量高于100重量份數(shù)，氮化鋁與氧化鋁反應形成氮氧化率。該物質(zhì)具有極低的導熱率，并且在這種情況下，致使整個基體的導熱率可能低于30W/m.K。
向氮化鋁(AlN)中加入硅和/或硅化合物以便調(diào)整導熱率。所加入的硅化合物可使用氧化硅(SiO2)，氮化硅(Si3N4)，或碳化硅(SiC)。這樣的物質(zhì)存在于燒結(jié)體中的晶界處，并用作阻止氮化鋁粒子間導熱的熱障相。相對于100重量份數(shù)的氮化鋁，以二氧化硅計，優(yōu)選地加入1-20重量份數(shù)這樣的硅和/或硅化合物。如果硅和/或硅化合物含量少于1重量份數(shù)，硅的熱障效果不充分，并由此可能使導熱率超過80W/m.K。如果硅和/或硅化合物的含量超過20重量份數(shù)，導熱率可能小于30W/m.K。
也可向氮化鋁(AlN)中加入鋯和/或鋯化合物以便調(diào)整導熱率。其典型的實例是氧化鋯(ZrO2)，這樣的物質(zhì)存在于燒結(jié)體中的晶界處，并用作阻止氮化鋁粒子間導熱的熱障相。相對于100重量份數(shù)的氮化鋁，優(yōu)選地加入5-100重量份數(shù)二氧化鋯。如果氧化鋯含量少于5重量份數(shù)，鋯的熱障效果不充分，并由此可能使導熱率超過80W/m.K。如果鋯的含量超過100重量份數(shù)，導熱率可能小于30W/m.K。
作為另一輔助成分，也可加入氧化鈦，氧化釩，氧化錳或氧化鎂，以便減少氮化鋁的導熱率。相對于100重量份數(shù)的氮化鋁，優(yōu)選地加入15-30重量份數(shù)氧化鈦，5-20重量份數(shù)氧化釩，5-10重量份數(shù)氧化錳，或5-15重量份數(shù)氧化鎂。
當陶瓷材料主要由氮化硅(Si3N4)組成時，可加入氧化鋁，氧化鋯，氧化鈦，氧化釩，氧化錳，或氧化鎂，以便調(diào)節(jié)導熱性。相對于100重量份數(shù)的氮化硅，優(yōu)選地加入2-20重量份數(shù)氧化鋁，5-20重量份數(shù)氧化鋯，10-30重量份數(shù)氧化鈦，5-20重量份數(shù)氧化釩，5-10重量份數(shù)氧化錳，或10-20重量份數(shù)氧化鎂。
當陶瓷主要由碳化硅(SiC)組成時，可加入氧化鋁，氧化鋯，氧化鈦，氧化釩，氧化錳，或氧化鎂，以便調(diào)節(jié)導熱性。相對于100重量份數(shù)的碳化硅，優(yōu)選地加入10-40重量份數(shù)氧化鋁，5-20重量份數(shù)氧化鋯，15-30重量份數(shù)氧化鈦，10-25重量份數(shù)氧化釩，2-10重量份數(shù)氧化錳，或5-15重量份數(shù)氧化鎂。
在本發(fā)明中，當用氮化鋁(AlN)制備主要成分時，相對于100重量份數(shù)的主要成分的材料粉末，優(yōu)選地加入至少1重量份數(shù)的元素周期表中的堿土金屬元素和/或稀土金屬元素。元素周期表中的堿土金屬元素優(yōu)選地是鈣(Ca)，同時元素周期表中的稀土金屬元素優(yōu)選地是釹(Nd)，或鐿(Yb)。通過加入這樣的元素，燒結(jié)可在較低的溫度下進行，從而降低燒結(jié)成本。
按照本發(fā)明，可用已知的方法制備燒結(jié)體，例如，可向上述預定數(shù)量的粉末材料中加入有機溶劑，膠結(jié)劑等，并在攪拌步驟中在球磨機中制備料漿，用醫(yī)用刀片將料漿成型為預定厚度的薄片。將薄片切割成預定尺寸/或形狀，在大氣中或氮氣中使切割后的薄片脫脂，并隨后在非氧化氣氛中燒結(jié)該薄片。
可用常規(guī)的方法對料漿進行成型，如壓力成型或擠出成型。為了制備加熱器，通過在非氧化氣氛中燒結(jié)高熔點的金屬層形成預定構(gòu)造的加熱元件，高熔點的金屬由鎢或鉬組成，通過一定的技術(shù)如絲網(wǎng)印刷術(shù)將這樣的金屬固定在燒結(jié)體上。作為加熱元件供給部件的電極也可通過絲網(wǎng)印刷術(shù)在燒結(jié)體上同時形成。然而，在這種情況下，必須在氮等非氧化氣氛中進行脫脂，以便防止金屬層氧化。還有，可將Ag或Ag-Pd用作加熱元件。同時，參照用于焊鐵的陶瓷加熱器描述本發(fā)明的實例。但本發(fā)明并不僅限于此應用。
在本發(fā)明的陶瓷加熱器中，將基體的導熱率調(diào)整到30-80W/m.K，并使從基體上加熱元件電路的接觸件至基體緊靠電極的一端之間的距離A與基體厚度B之間的關(guān)系滿足A/B≥20，由此增加了基體的機械強度，改善了熱震性，并使從加熱元件至電極之間的溫度梯度變得松散，從而阻止了電極部件的接觸件的氧化，并防止了接觸件不能工作的情況。
從以下對本發(fā)明詳盡的描述中，并結(jié)合附圖將看出，本發(fā)明上述目的和其他目的，特征，方面和優(yōu)點將變得更加清楚。


圖1是本發(fā)明陶瓷加熱器的平面圖；圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線剖開的剖視截面圖。
圖3是本發(fā)明用于焊鐵的加熱器的截面圖。
實施例1在每個實施例中，向100份重量份數(shù)形成陶瓷主要成分的氮化鋁(AlN)中加入氧化鋁(Al2O3)的數(shù)量按表1所示選取，同時與有機溶劑和膠結(jié)劑一起加入作為燒結(jié)助劑的2重量份數(shù)Yb2O3，2重量份數(shù)Nd2O3和0.3重量份數(shù)CaO，在球磨機中攪拌這些材料達24小時。用醫(yī)用刀片將以這種方式獲得的料漿成型為薄片，以便使燒結(jié)后的厚度達到0.7毫米。
切割該薄片以使圖1陶瓷加熱器平面圖中所示的基體尺寸1a和1b在燒結(jié)后為50毫米×50毫米，并在大氣中在500℃下脫酯。然后，在1800℃下在氮氣氣氛中燒結(jié)該脫脂后的坯體，并隨后將其拋光至厚度(B)為0.5毫米。還有，分別采用Ag-Pd料漿和Ag料漿經(jīng)絲網(wǎng)印刷術(shù)將加熱元件2和電極3固定在基體1a上，并在880℃下，在大氣中進行燒結(jié)。對于陶瓷加熱器的尺寸/形狀，加熱元件2的電路縱向長度為40毫米。以便滿足A/B≥20的條件，假定A代表加熱元件2和電極3之間的接觸件至基體1a僅靠電極3的一端之間的距離，而B代表基體1a的厚度。
還有，涂覆膏狀密封玻璃糊4，以便保護如圖2所示的加熱元件2，將尺寸為45毫米×5毫米的基體1b放置在其上，并在大氣中在880℃下燒結(jié)，以使基體1a和1b相互粘結(jié)在一起，由此制備在圖3截面圖中所示的用于焊鐵10的加熱器?；w1a和1b由陶瓷制得，其除了總長度略有差別外，尺寸和材料彼此相當。表1表示出了實施例1中各試樣的導熱率數(shù)值，該數(shù)值是用對基體1a進行激光放電的方法測試的。
在焊鐵10的前端，金屬薄板的骨架12夾持由基體1a和1b組成的尖端11。在骨架12和尖端11之間插入由云母組成的絕緣體13，同時在骨架12的外周邊配有木把14。為了用鉛線15連接電極3，經(jīng)加壓用彈簧插座17和夾栓18使在鉛線15一側(cè)的連接件16與電極3相接觸。這種接觸是機械接觸，因為沉積的金屬如焊料易于熱變質(zhì)。如果在大氣中溫度反復增加超過300度，接觸件16因氧化而易于導致無法正常接觸。數(shù)19代表電極3的部件的溫度觀察孔。
由于銅與焊料之間優(yōu)異的親合性以及其良好的導熱性，通常用銅制備用于焊鐵10的尖端11的材料，而且由于銅對焊料具有優(yōu)異的親合性，焊料易于附著。在一些特殊的應用中，當焊料必須不覆蓋尖端11時，其材料可由陶瓷制備。焊料可由錫和鉛的合金制備，同時當其熔點降低時，錫的含量增加，焊料通常在大約230-280℃的溫度下焊熔。用于定影設備的加熱器調(diào)色劑定影溫度是200-250℃。
用滑動式電壓調(diào)整器調(diào)整電流量，以便使其中尖端11是裸露的焊鐵10的區(qū)域溫度穩(wěn)定在300℃，以測量能量消耗。同時，通過測溫孔19用紅外輻射測溫計測量電極3部件的當時溫度，表1也表示出了該結(jié)果。
表1
標記★代表比較實施例。
參照表1可看出導熱率超過本發(fā)明上限的試樣1和2能量消耗增加，同時，在試樣8的陶瓷器件中頻繁觀察到與急冷開裂相似的開裂，這是由試樣8的基體1a導熱率低于熱震下限所致。電極3的部件相對于加熱元件2的溫度梯度在本發(fā)明推薦的導熱率范圍內(nèi)是松散的，這表明基體1a的均勻加熱性是優(yōu)良的。
實施例2在每個實施例中，向100份重量份數(shù)形成陶瓷主要成分的氮化鋁(AlN)中加入氧化硅(SiO2)，氮化硅(S3iN4)，和碳化硅(SiC)的數(shù)量按表1所示選取，同時加入2重量份數(shù)Yb2O3，2重量份數(shù)Nd2O3和0.3重量份數(shù)CaO作為燒結(jié)助劑，用與實施例1相似的方法制備基體。將基體組裝成為圖3所示的焊鐵10。并且用與實施例1相似的方法評估作為陶瓷加熱器的基體的性能。表2也表示出了該結(jié)果。
表2
★代表比較實施例參照表2，將導熱率調(diào)整到適當范圍，并且添加劑(SiO2計)含量在本發(fā)明推薦范圍內(nèi)的試樣12-19的能量消耗得到抑制，電極3的部件相對于加熱元件2的溫度梯度使得基體表現(xiàn)出均勻穩(wěn)定的加熱性能。
實施例3在每個實施例中，向100份重量份數(shù)形成陶瓷主要成分的氮化鋁(AlN)中加入二氧化鋯(ZrO2)的數(shù)量按表3所示選取，同時加入2重量份數(shù)Yb2O3，2重量份數(shù)Nd2O3和0.3重量份數(shù)CaO作為燒結(jié)助劑，用與實施例1相似的方法制備基體。并且表3也表示出了用與實施例1相似的方法評估的作為陶瓷加熱器的基體的性能結(jié)果，陶瓷加熱器用于圖3所示的焊鐵10。
表3
標記★代表比較實施例。
參照表3，將導熱率調(diào)整到適當范圍，并且ZrO2含量在本發(fā)明推薦范圍內(nèi)的試樣23-27的能量消耗得到抑制，電極3的部件相對于加熱元件2的溫度梯度使得基體表現(xiàn)出穩(wěn)定均勻的加熱性能。
實施例4在每個實施例中，向100份重量份數(shù)形成陶瓷主要成分的氮化硅(Si3N4)中加入氧化鋁(Al2O3)，氧化鋯(ZrO2)，二氧化鈦(TiO2)，氧化釩(V2O5)，氧化錳(MnO2)和氧化鎂(MgO)的數(shù)量按表4所示選取，同時加入10重量份數(shù)氧化釔作為燒結(jié)助劑，用與實施例1相似的方法成型薄片。之后，在氮氣氛中在850℃下對薄片進行脫脂，并在氮氣氣氛中在1850℃下燒結(jié)3小時，從而制備表4所示的各基體，表4也表示出了用與實施例1相似的方法評估的作為陶瓷加熱器的基體的性能結(jié)果，陶瓷加熱器用于表3所示的焊鐵10中。
表4
標記★代表比較實施例。
參照表4，將導熱率調(diào)整到適當范圍，并且添加劑含量在本發(fā)明推薦范圍內(nèi)的試樣30-33,35-37,39和40,42和43,45和46,48和49的能量消耗得到抑制，電極3的部件相對于加熱元件2的溫度梯度使得基體表現(xiàn)出穩(wěn)定均勻的加熱性能。
實施例5在每個實施例中，向100份重量份數(shù)形成陶瓷主要成分的碳化硅(SiC)中加入氧化鋁(Al2O3)，氧化鋯(ZrO2)，二氧化鈦(TiO2)，氧化釩(V2O5)，氧化錳(MnO2)和氧化鎂(MgO)的數(shù)量按表5所示選取，同時加入1.0重量份數(shù)碳化硼(B4C)作為燒結(jié)助劑，用與實施例1相似的方法成型薄片。之后，在氮氣氛中在850℃下對薄片進行脫脂，并在氬氣氣氛中在2000℃下燒結(jié)3小時，從而制備表5所示的各基體，表5也表示出了用與實施例1相似的方法評估的作為陶瓷加熱器的基體的性能結(jié)果，陶瓷加熱器用于表3所示的焊鐵10中。
表5
標記★代表比較實施例。
參照表5，將導熱率調(diào)整到適當范圍，并且添加劑含量在本發(fā)明推薦范圍內(nèi)的試樣52-55,57-59,61和62,64和65,67和68,70和71的能量消耗得到抑制，電極3的部件相對于加熱元件2的溫度梯度使得基體表現(xiàn)出穩(wěn)定均勻的加熱性能。
實施例6在每個實施例中，向100份重量份數(shù)形成陶瓷主要成分的氮化鋁(AlN)中加入二氧化鈦(TiO2)，氧化釩(V2O5)，氧化錳(MnO2)和氧化鎂(MgO)的數(shù)量按表6所示選取，同時加入2重量份數(shù)Yb2O3,2重量份數(shù)Nd2O3和0.3重量份數(shù)CaO作為燒結(jié)助劑，用與實施例1相似的方法制備基體。并且表6也表示出了用與實施例1相似的方法評估的作為陶瓷加熱器的基體的性能結(jié)果，陶瓷加熱器用于圖3所示的焊鐵10中。
表6
標記★代表比較實施例。
參照表6，將導熱率調(diào)整到適當范圍，并且添加劑含量在本發(fā)明推薦范圍內(nèi)的試樣74和75,77和78,80和8l,83和84的能量消耗得到抑制，電極3的部件相對于加熱元件2的溫度梯度使得基體表現(xiàn)出穩(wěn)定均勻的加熱性能。
實施例7向100份重量份數(shù)形成陶瓷主要成分的氮化鋁(AlN)中加入4重量份數(shù)氧化鋁(Al2O3)從而制備試樣2a,2b和2c，向100份重量份數(shù)的氮化鋁(AlN)中加入25重量份數(shù)氧化鋁(Al2O3)從而制備試樣5a,5b和5c，向100份重量份數(shù)氮化鋁(AlN)中加入5重量份數(shù)二氧化硅(SiO2)從而制備試樣15a,15b和15c，向100份重量份數(shù)的氮化鋁(AlN)中加入25重量份數(shù)氧化鋯(ZrO2)從而制備試樣25a,25b,25c，由上述試樣形成與圖1所示相似的基體，同時使從加熱元件2的電路起點到基體1a緊靠電極3的一端的距離分別為5毫米，10毫米和20毫米。將各基體組裝成圖3所示的焊鐵10，用與實施例1相似的方法評估作為陶瓷加熱器的基體的性能。表7也表示出了該結(jié)果。
表7
標記★代表比較實施例。
當從加熱元件的電路起點到基體緊靠電極的一端的距離A逐漸增加，而基體長度保持恒定時，加熱元件的電路被縮短，能量消耗必然降低。參照表7，導熱率超過本發(fā)明推薦范圍上限的試樣2a,2b和2c的能量消耗非常大，盡管其電極部件的溫度還沒有達到電極部件易于氧化的溫度范圍。同樣，到基體一端的距離A和基體厚度B之間不符合條件A/B≥20的試樣5a,15a和25a的能量消耗也很大。對于其它試樣，從加熱元件到電極部件之間的溫度梯度是松散的，薄且能量消耗得到了抑制。
盡管詳盡地描述了本發(fā)明，但應該清楚同樣的效果不是僅由所述方式和實施例獲得，而且所述方式和實施例不意味著對本發(fā)明進行限制，本發(fā)明的實質(zhì)和范圍僅由所附權(quán)利要求書來限制。
權(quán)利要求
1．一種陶瓷加熱器，其包括具有一定厚度的陶瓷基體(1a)在所說陶瓷基體(1a)表面上形成電路的加熱元件(2)，在所說的陶瓷基體(1a)表面上形成的并連到所述加熱元件(2)的所述電路上的電極(3)，其中A和B滿足關(guān)系式A/B≥20，假定A代表從所說加熱元件(2)的所說電路與所說電極(3)之間的接觸件到所說陶瓷基體(1a)緊靠所說電極(3)的一端的距離，而B代表所說陶瓷基體(1a)的厚度，所說陶瓷基體(1a)的導熱率至少為30W/m.K，而至多為80W/m.K。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有選自于氮化鋁，氮化硅，和碳化硅中至少一種材料的主成分；和導熱率不大于50W/m.K的輔助材料。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化鋁作為主要成分，和至少5重量份數(shù)，至多100重量份數(shù)的氧化鋁作為輔助成分。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化鋁作為主要成分，和至少1重量份數(shù)，至多20重量份數(shù)的硅或硅化合物作為輔助成分，以二氧化硅計。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化鋁作為主要成分，和至少5重量份數(shù)，至多100重量份數(shù)的鋯或鋯化合物作為輔助成分，以氧化鋯計。
6．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化鋁作為主要成分，和至少15重量份數(shù)，至多30重量份數(shù)的氧化鈦作為輔助成分。
7．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化鋁作為主要成分，和至少5重量份數(shù)，至多20重量份數(shù)的氧化釩作為輔助成分。
8．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化鋁作為主要成分，和至少5重量份數(shù)，至多10重量份數(shù)的氧化錳作為輔助成分。
9．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化鋁作為主要成分，和至少5重量份數(shù)，至多15重量份數(shù)的氧化鎂作為輔助成分。
10．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化鋁作為主要成分，和至少1重量份數(shù)，至多10重量份數(shù)的至少一種元素周期表中的堿土金屬元素或稀土金屬元素作為輔助成分。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的陶瓷加熱器，其中所說的堿土金屬元素是鈣。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的陶瓷加熱器，其中所說的稀土金屬元素是釹或鐿。
13．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化硅作為主要成分；和至少2重量份數(shù)，至多20重量份數(shù)的氧化鋁作為輔助成分。
14．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化硅作為主要成分；和至少5重量份數(shù)，至多20重量份數(shù)的氧化鋯作為輔助成分。
15．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化硅作為主要成分；和至少10重量份數(shù)，至多30重量份數(shù)的氧化鈦作為輔助成分。
16．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化硅作為主要成分；和至少5重量份數(shù)，至多20重量份數(shù)的氧化釩作為輔助成分。
17．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化硅作為主要成分；和至少5重量份數(shù)，至多10重量份數(shù)的氧化錳作為輔助成分。
18．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的氮化硅作為主要成分；和至少10重量份數(shù)，至多20重量份數(shù)的氧化鎂作為輔助成分。
19．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的碳化硅作為主要成分；和至少10重量份數(shù)，至多40重量份數(shù)的氧化鋁作為輔助成分。
20．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的碳化硅作為主要成分；和至少5重量份數(shù)，至多20重量份數(shù)的氧化鋯作為輔助成分。
21．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的碳化硅作為主要成分；和至少15重量份數(shù)，至多30重量份數(shù)的氧化鈦作為輔助成分。
22．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的碳化硅作為主要成分；和至少10重量份數(shù)，至多25重量份數(shù)的氧化釩作為輔助成分。
23．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的碳化硅作為主要成分；和至少2重量份數(shù)，至多10重量份數(shù)的氧化錳作為輔助成分。
24．根據(jù)權(quán)利要求2的陶瓷加熱器，其中形成所說陶瓷基體(1a)的材料含有100重量份數(shù)的碳化硅作為主要成分；和至少5重量份數(shù)，至多15重量份數(shù)的氧化鎂作為輔助成分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機械強度增加,抗熱震性改善的陶瓷基體,將氮化鋁,氮化硅,或碳化硅用作形成該陶瓷基體的主要成分,同時摻入合適的添加劑,以便控制其導熱率以及使從加熱元件到電極處的溫度梯度變得松散,以向該陶瓷基體提供能夠防止加熱元件的電極和供給部件的連接件之間的接觸件氧化的尺寸效應。在陶瓷基體表面上形成電極和加熱元件的陶瓷加熱器中,應滿足A/B≥20的條件,假設A代表從加熱元件(2)的電路和電極(3)之間的接觸件到陶瓷基體(1a)緊靠電極(3)一端的距離,而B代表陶瓷基體(1a)的厚度,并且陶瓷基體(1a)的導熱率被調(diào)整到30－80W/m.K。
文檔編號C04B35/584GK1320010SQ0110167
公開日2001年10月31日 申請日期2001年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月13日
發(fā)明者夏原益宏, 仲田博彥, 長尾俊二 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社