專利名稱：陶瓷加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于燙發(fā)鉗、水加熱用加熱器、氧傳感器、空燃比傳感器、火花塞 等的陶瓷加熱器。
背景技術(shù)：
以往，燙發(fā)鉗的加熱器、以及水加熱用及燃料的液化、氣化用等的加熱器、以及氧 傳感器、空燃比傳感器、火花塞等加熱器均使用陶瓷加熱器。作為用于這些用途的陶瓷加熱 器，例如已知有如圖6所示，在陶瓷基體101中埋設(shè)發(fā)熱電阻102，在與該發(fā)熱電阻102的 端部電連接的導(dǎo)線部103及外部電極(電極焊盤)104，經(jīng)由焊料連接有導(dǎo)線構(gòu)件105的構(gòu) 成的陶瓷加熱器110(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在此，圖6是表示以往陶瓷加熱器的例子的 立體圖。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開平5-315055號(hào)公報(bào)以所述的用途為代表的陶瓷加熱器在使用時(shí)，有時(shí)由于將被加熱物加熱到所希望 的溫度而需要很長(zhǎng)時(shí)間，因此謀求為進(jìn)行所希望的加熱處理而再縮短加熱時(shí)間的陶瓷加熱 器。另外，在加熱被加熱物時(shí)，由于陶瓷加熱器表面的溫度分布，向被加熱物的熱傳遞不均 勻，往往造成被加熱物的溫度不勻，因此還謀求能夠均勻地加熱被加熱物的陶瓷加熱器。進(jìn) 而，加熱時(shí)產(chǎn)生大的溫度分布的陶瓷加熱器在反復(fù)使用時(shí)經(jīng)受不住因溫度分布而產(chǎn)生的熱 應(yīng)力，有時(shí)造成陶瓷基體破裂。針對(duì)這些問(wèn)題，近年來(lái)，謀求一種陶瓷加熱器，其能夠更迅速地加熱被加熱物且能 夠縮短加熱時(shí)間，同時(shí)能夠減小表面的溫度分布，進(jìn)而，在更高溫度下反復(fù)升降溫的嚴(yán)酷的 使用環(huán)境下，也具備充分的耐久性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于所述的課題而開發(fā)的，其目的在于提供一種陶瓷加熱器，其能夠縮 短對(duì)被加熱物的加熱時(shí)間，可以減小表面的溫度分布，耐久性也優(yōu)良，熱傳導(dǎo)性優(yōu)良。本發(fā)明的陶瓷加熱器，其特征為，在板狀的陶瓷體的內(nèi)部具有發(fā)熱體，在所述陶瓷 體的主面固定有多個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，所述粒子為陶瓷。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，在所述陶瓷體的兩個(gè) 主面固定有多個(gè)所述粒子。進(jìn)而，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，多個(gè)所述粒子固定在 所述主面的與所述發(fā)熱體對(duì)應(yīng)的區(qū)域。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，多個(gè)所述粒子還固定 在所述主面的與所述發(fā)熱體對(duì)應(yīng)的區(qū)域之間的區(qū)域。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，所述粒子與所述陶瓷 體相比，熱傳導(dǎo)率高。
進(jìn)而，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，所述粒子的主要成分 與所述陶瓷體的主要成分相同。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，在所述陶瓷體的所述 主面的外周部有未固定所述粒子的區(qū)域。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，所述粒子為有棱角的 形狀。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器在所述構(gòu)成的基礎(chǔ)上，其特征為，所述粒子大于所述陶 瓷體的晶體粒子。根據(jù)本發(fā)明的陶瓷加熱器，由于在板狀的陶瓷體的內(nèi)部具有發(fā)熱體，在所述陶瓷 體的主面固定有多個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子，所以陶瓷加熱器的陶瓷體的主面的比表面積因固定有 多個(gè)粒子而增大，加熱被加熱物時(shí)的熱傳遞中，固定的粒子起到所謂的翅片效果，因此向被 加熱物的熱傳遞的效率提高，能夠縮短加熱時(shí)間。另外，由于能夠減小陶瓷加熱器的陶瓷體 的主面的溫度分布，所以也具有防止反復(fù)使用時(shí)的熱應(yīng)力引起的加熱器破裂的效果。


圖1是表示本發(fā)明的陶瓷加熱器的實(shí)施方式的一例的立體圖；圖2是表示圖1所示的陶瓷加熱器的A-A線剖面的剖面圖；圖3是表示本發(fā)明的陶瓷加熱器的實(shí)施方式的另一例的剖面圖；圖4是表示本發(fā)明的陶瓷加熱器的實(shí)施方式的再另一例的立體圖；圖5是表示本發(fā)明的陶瓷加熱器的實(shí)施方式的再另一例的立體圖；圖6是表示以往陶瓷加熱器的例子的立體圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的陶瓷加熱器的實(shí)施方式的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示 本發(fā)明的陶瓷加熱器的實(shí)施方式的一例的立體圖，圖2是表示圖1所示的陶瓷加熱器的A-A 線剖面的剖面圖。如圖1所示，本例的陶瓷加熱器10的構(gòu)成為在陶瓷體1的內(nèi)部埋設(shè)有發(fā)熱電阻 2，在與該發(fā)熱電阻2的端部電連接的導(dǎo)線部3及外部電極(電極焊盤)4，經(jīng)由焊料連接有 導(dǎo)線構(gòu)件5。而且，在本例的陶瓷加熱器1的陶瓷體1主面固定有多個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子6。另 外，在圖1所示的例子中，為了清晰地表示在陶瓷體1的主面固定有粒子6的狀態(tài)，有關(guān)粒 子6的個(gè)數(shù)，在圖中省略而只表示了很少的個(gè)數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的陶瓷加熱器10，如圖1及圖2所示，由于在陶瓷體1的主面固定有多 個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子6，所以陶瓷體1的主面的比表面積因粒子6而增大，相對(duì)加熱被加熱物時(shí) 的被加熱物的輻射熱的輻射效率或熱傳遞的效率提高，與以往的陶瓷加熱器相比，能夠迅 速將被加熱物加熱，能夠縮短加熱時(shí)間。之所以能夠通過(guò)這樣的陶瓷加熱器10迅速加熱被加熱物，是由于在陶瓷加熱器 10的板狀的陶瓷體1的主要的表面即主面固定有多個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子6，進(jìn)而陶瓷體1的主 面的比表面積因粒子6而增大，散熱面積增大。即，是由于多個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子6具有起到所 謂的翅片效果的功能。
另外，根據(jù)本發(fā)明的陶瓷加熱器10，由于在陶瓷體1的主面固定有多個(gè)粒子6，所 以還具有防止反復(fù)使用時(shí)的陶瓷體1破裂的效果。這是由于通過(guò)使多個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子6固 定于陶瓷加熱器10的陶瓷體1的主面，陶瓷體1的主面的散熱面積增大，減小陶瓷體1的 溫度不勻，故能夠緩和陶瓷加熱器10的內(nèi)部的溫度分布。另外，同時(shí)能夠緩和陶瓷加熱器 10的溫度分布，由此能夠減小陶瓷加熱器10自身內(nèi)部的溫度差，同時(shí)還具有能夠減小由該 陶瓷加熱器10加熱的被加熱物的溫度不勻的效果。本發(fā)明的陶瓷加熱器10中，優(yōu)選粒子6為陶瓷。由于粒子6為陶瓷，所以通過(guò)燒成能夠使粒子6相對(duì)于陶瓷體1的主面燒結(jié)而牢 牢地固定，并且與其它的無(wú)機(jī)質(zhì)的金屬材料等相比，也能夠減小與陶瓷體1的熱膨脹差，因 此能夠抑制在加熱、冷卻陶瓷加熱器10時(shí)粒子6從陶瓷體1的主面脫落。另外，被加熱物 為流體，尤其在加熱強(qiáng)堿或強(qiáng)酸等流體時(shí)，相對(duì)于這些，粒子6與陶瓷體1 一樣也具有優(yōu)良 的耐化學(xué)性，因此與粒子6使用金屬材料的情況相比，能夠延長(zhǎng)陶瓷加熱器10的壽命。另外，作為可以用作粒子6的其它的無(wú)機(jī)質(zhì)的材料，有氧化鋁(氧化鋁)、氮化鋁、 碳化硅等。為了使由氧化鋁、氮化硅形成的粒子6固定在陶瓷體1的主面，使用有機(jī)粘合劑 及有機(jī)溶劑將各粉末形成為糊狀，只要通過(guò)網(wǎng)板印刷等涂敷于成為陶瓷體1的成形體后， 同時(shí)進(jìn)行燒成即可。另外，為了使由碳化硅形成的粒子6固定，只要通過(guò)陶瓷噴涂等將其固 定在燒結(jié)后的陶瓷體1的主面即可。作為多個(gè)粒子6的大小，選擇數(shù)ym IOOym級(jí)的粒子。另外，通過(guò)增大粒子6 的大小的幅度，能夠用小的粒子6填上大粒子6間，能夠進(jìn)一步增大陶瓷體1的主面的表面 積。另外，優(yōu)選固定有多個(gè)粒子6的范圍的粒子6的數(shù)的密度占陶瓷體1的主面的面 積的30%以上90%以下的面積。若面積不足30%，則為了得到本發(fā)明的效果而增大陶瓷體 1的主面的面積時(shí)存在不足的傾向，另外，由于與被加熱物的非接觸部分增多，所以存在難 以均勻地將熱向被加熱物傳遞的傾向。另一方面，若面積超過(guò)90 %，則由于在陶瓷體1的主 面，粒子6彼此作為凝集體存在，所以存在難以有效增大陶瓷體1的主面的表面積的傾向， 另外，由于與被加熱物的接觸不良，所以存在難以均勻地將熱向被加熱物傳遞的傾向。另外，粒子6的形狀也可以是球形狀以及板狀、多角柱狀、多角錐狀、多面體狀等。 其中，如圖2所示，粒子6為比球形狀或帶有圓形的形狀更有棱角的形狀，由此能夠增大粒 子6的比表面積，因此能夠增大翅片效果，進(jìn)而能夠高效地傳遞熱量，因此優(yōu)選。另外，如果 粒子6為有棱角的形狀，則如后所述，還具有將多個(gè)陶瓷加熱器10重疊放置時(shí)容易操作的 優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器10中，如與圖2相同的剖面圖表示的圖3所示，優(yōu)選在 陶瓷體1的兩個(gè)主面固定有多個(gè)粒子6。圖3是表示本發(fā)明的陶瓷加熱器的實(shí)施方式的其 它例子的剖面圖。這種情況下，如圖2所示的例子所示，與只在陶瓷體1的主面的一方固定 有粒子6的情況相比，陶瓷加熱器10的陶瓷體1的主面的比表面積在兩面均增大，因此兩 面均能提高熱傳遞效率，在投入被加熱物即流體中進(jìn)行加熱時(shí)，能夠高效地加熱，能夠縮短 對(duì)被加熱物的加熱時(shí)間。另外，能夠縮短加熱時(shí)間且高效地加熱相對(duì)于陶瓷體1的兩個(gè)主 面分別配置的被加熱物。進(jìn)而，能夠減小兩個(gè)主面的溫度分布，反復(fù)使用時(shí)，能夠抑制陶瓷 體1向一個(gè)主面?zhèn)嚷N曲，故耐久性也優(yōu)良。
另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器10中，如與圖1相同的立體圖表示的圖4所示，優(yōu)選多 個(gè)粒子6固定在陶瓷體1的主面的與發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的區(qū)域。圖4是表示本發(fā)明的陶瓷加熱 器的實(shí)施方式的再另一例的立體圖。圖4所示的例子中，與圖1所示的例子相同地在陶瓷 體1的內(nèi)部，在一對(duì)導(dǎo)線部3之間將發(fā)熱體2配設(shè)成三次折返的所謂的彎曲狀，多個(gè)粒子6 也在與該發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的主面的區(qū)域固定成彎曲狀的圖案。在陶瓷體1的主面的整面固定有多個(gè)粒子6時(shí)，整面的熱傳遞的效率提高，但是向 與導(dǎo)線部3對(duì)應(yīng)的區(qū)域的熱傳遞也良好，與導(dǎo)線部3對(duì)應(yīng)的區(qū)域的溫度也上升，同時(shí)外部電 極4的溫度也上升，通過(guò)焊料與外部電極4的釬焊部電連接的導(dǎo)線構(gòu)件5有可能脫落。與 此相對(duì)，在陶瓷體1的主面上的與發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的區(qū)域、即將陶瓷體1的內(nèi)部的發(fā)熱體2投 影于主面的區(qū)域固定有多個(gè)粒子6時(shí)，能夠從與發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的區(qū)域高效進(jìn)行熱傳遞，能夠 防止導(dǎo)線構(gòu)件5脫落，且能夠迅速加熱被加熱物，能夠縮短加熱時(shí)間。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器10中，如與圖4相同的立體圖表示的圖5所示，也優(yōu)選 多個(gè)粒子6固定于陶瓷體1的主面的與發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的區(qū)域之間的區(qū)域。圖5是表示本發(fā) 明的陶瓷加熱器的實(shí)施方式的再另一例的立體圖。圖5所示的例子中，與圖4所示的例子 一樣，在陶瓷體1的內(nèi)部，在一對(duì)導(dǎo)線部3之間將發(fā)熱體2配設(shè)成三次折返的彎曲狀，多個(gè) 粒子6也附加于與該發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的主面的彎曲狀的區(qū)域，也固定在其間的區(qū)域，作為多個(gè) 粒子6的整體固定成覆蓋發(fā)熱體2的四角形狀的圖案。這樣，在多個(gè)粒子6固定在陶瓷體1的與發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的區(qū)域，同時(shí)也固定在與發(fā) 熱體2對(duì)應(yīng)的區(qū)域之間的區(qū)域時(shí)，靠陶瓷體1的主面的與發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的區(qū)域和其間的區(qū) 域兩方，對(duì)應(yīng)發(fā)熱體2能夠進(jìn)行高效熱傳遞，還能夠提高熱效率，并且遍及兩個(gè)區(qū)域使陶瓷 加熱器10的陶瓷體1的主面的溫度分布均勻，能夠減小溫度不勻。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器10中，在進(jìn)一步提高向被加熱物的熱傳遞的效率方 面，優(yōu)選粒子6的熱傳導(dǎo)率高于陶瓷體1。具體地說(shuō)，陶瓷體1由氧化鋁陶瓷形成的情況下， 只要粒子6使用由氮化鋁形成的物質(zhì)即可，陶瓷體1由氮化硅陶瓷形成的情況下，只要粒子 6使用由碳化硅形成的物質(zhì)即可。進(jìn)而，本發(fā)明的陶瓷加熱器10中，優(yōu)選粒子6的主要成分與陶瓷體1的主要成分 相同。在粒子6的主要成分與陶瓷體1的主要成分相同時(shí)，由于主要成分相同，所以能夠使 兩者的熱膨脹相同，能夠減小粒子6和陶瓷體1之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力，因此在陶瓷加熱器10 循環(huán)通電時(shí)或反復(fù)使用時(shí)，能夠抑制粒子6的脫落或陶瓷體1的破裂。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器10中，也如圖1、圖4及圖5所示，優(yōu)選在陶瓷體1的主 面的外周部有未固定粒子6的區(qū)域。如果在陶瓷體1的主面的外周部也固定有多個(gè)粒子6， 則在陶瓷體1因熱應(yīng)力而發(fā)生變形時(shí)，有時(shí)以固定于外周部的粒子6為基點(diǎn)在陶瓷體1的 緣部發(fā)生裂紋，并且該裂紋進(jìn)展而會(huì)導(dǎo)致陶瓷體1的破裂。與此相對(duì)，由于在陶瓷體1的主 面的外周部有未固定粒子6的區(qū)域，所以能夠抑制陶瓷體1的外周部，尤其是緣部的熱應(yīng)力 引起的裂紋的發(fā)生，能夠抑制陶瓷體1的破裂的發(fā)生。這樣設(shè)置于陶瓷體1的主面的外周部的未固定有粒子6的區(qū)域沿主面的外周設(shè)置 于與發(fā)熱體2對(duì)應(yīng)的區(qū)域外的陶瓷體1的部分。這樣通過(guò)在陶瓷體1的主面的外周部設(shè)置 未固定有粒子6的區(qū)域，能夠減小陶瓷體1向外周端部的熱擴(kuò)散，能夠減小外周端部的熱應(yīng) 力。
但是，對(duì)于本發(fā)明的陶瓷加熱器10而言，作為陶瓷體1的操作，由于在主面固定有 多個(gè)粒子6，所以容易被與該主面抵接的粒子卡住，在陶瓷體1重疊著時(shí)，有時(shí)彼此分別緊 貼而難以處理。此時(shí)，如圖2及圖3所示，多個(gè)粒子6最好為有棱角的形狀。由此，陶瓷體 1彼此的接觸為粒子6的頂端的點(diǎn)接觸，因此防止陶瓷體1彼此的緊貼而容易操作。另外，本發(fā)明的陶瓷加熱器10中，優(yōu)選粒子6大于陶瓷體1的晶體粒子。這是因 為若粒子6小，則存在粒界多而存在熱傳導(dǎo)的損失增大的傾向，與之相對(duì)，通過(guò)粒子6的大 小大于陶瓷體1的晶體粒子的大小，因粒子6的熱傳導(dǎo)良好。此時(shí)，有關(guān)粒子6的大小，從與陶瓷體1的晶體粒子相比能夠確保充分的熱傳導(dǎo)的 優(yōu)良性的方面考慮，例如相對(duì)于陶瓷體1的晶體粒子的大小1 5 μ m，優(yōu)選為30 200 μ m 左右的大小。另外，從在將被加熱物直接載置于陶瓷加熱器10上時(shí)，經(jīng)由粒子6能夠充分 確保陶瓷體1和被加熱物之間的距離，因此即使在加熱中異常時(shí)陶瓷體1發(fā)生破裂，也能夠 減少被加熱物受到傷害的事態(tài)的方面考慮，也優(yōu)選如上所述地粒子6大于陶瓷體1的晶體 粒子。另外，粒子6的大小及陶瓷體1的晶體粒子的大小通過(guò)SEM(掃描電子顯微鏡)照 片擴(kuò)大觀察，只要將就各粒子6及晶體粒子觀察的最大長(zhǎng)度部作為大小，將對(duì)100個(gè)粒子6 及晶體粒子求出的大小的平均值分別作為大小即可。接著，對(duì)本發(fā)明的陶瓷加熱器的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。作為陶瓷體1，可以使用氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等具有絕緣性的陶 瓷。具體地說(shuō)，可以使用氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化鋁陶瓷、碳化硅陶瓷等。其中，從耐 氧化性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用氧化鋁陶瓷。首先，為了制作由這樣的陶瓷形成的陶瓷體1，將使上述的陶瓷成分中含有Si02、 CaO, MgO、ZrO2等燒結(jié)助劑而調(diào)制好的陶瓷漿料成形為片狀，制作陶瓷生片?；蛘?，將上述 成分進(jìn)行混合，通過(guò)壓力機(jī)等制作板狀的成形體。利用網(wǎng)板印刷等方法，在成為該陶瓷體1的陶瓷生片或成形體的一個(gè)主面分別形 成成為發(fā)熱體2、導(dǎo)線部3的電阻糊劑或?qū)щ娦院齽┑膱D案。作為發(fā)熱體2及導(dǎo)線部3的 材料，使用以通過(guò)與陶瓷體1同時(shí)燒成能夠制作的W、Mo、Re等高熔點(diǎn)金屬為主要成分的材 料。電阻糊劑及導(dǎo)電性糊劑能夠通過(guò)在這些高熔點(diǎn)金屬中調(diào)制混合陶瓷原料、粘合劑、有機(jī) 溶劑等而制作。另外，此時(shí)根據(jù)陶瓷加熱器10的用途，通過(guò)變更成為發(fā)熱體2的電阻糊劑 或?qū)щ娦院齽┑膱D案的長(zhǎng)度或折返圖案的距離、間隔或圖案的線寬，將發(fā)熱體2的發(fā)熱位 置或電阻值設(shè)定成所希望的值。而且，利用層疊液使形成有該圖案的陶瓷生片或成形體與另一同一材質(zhì)的陶瓷生 片或成形體層疊且密接，由此得到在內(nèi)部具有發(fā)熱體2及導(dǎo)線部3的成為陶瓷體1的板狀 的成形體。在此，對(duì)使多個(gè)粒子6固定于陶瓷體1的表面的方法進(jìn)行說(shuō)明。粒子6的固定方 法大致分為在燒成前使之固定的方法和在燒成后使之固定的方法。分別進(jìn)行說(shuō)明。使多個(gè)粒子6在燒成前固定于陶瓷體1的主面的方法中，例如有通過(guò)網(wǎng)板印刷等 將使多個(gè)粒子6與粘合劑、有機(jī)溶劑等調(diào)制混合制成的糊劑涂敷于成為陶瓷體1的陶瓷生 片或成形體的主面的方法。作為其它的方法，有使用相同糊劑的浸漬方法、噴射方法等。用 于浸漬方法中的糊劑與用于網(wǎng)板印刷法中的糊劑相比，增加粘性而進(jìn)行制作，相反，在噴射方法中使用的糊劑與在網(wǎng)板印刷法中使用的糊劑相比，降低粘性而進(jìn)行制作。另外，為了增加這樣印刷或涂敷于陶瓷體1的主面的粒子6和陶瓷體1之間的固 定力，使用壓力機(jī)從粒子6的上方加壓板狀的成形體是有效的?；蛘撸ㄟ^(guò)將板狀的成形體 重疊并使之干燥，同樣也能夠得到增強(qiáng)固定力的效果。通過(guò)燒成這樣形成的板狀的成形體，能夠得到內(nèi)部具有發(fā)熱體2、在主面固定有多 個(gè)粒子6的陶瓷體1。另外，作為使多個(gè)粒子6在燒成后固定于陶瓷體1的主面的方法，有通過(guò)陶瓷噴涂 將多個(gè)粒子6固定于燒成板狀的成形體得到的陶瓷體1的主面的方法。該情況下，加熱陶 瓷系的涂層材料，使之成為熔融或半熔融的微粒的狀態(tài)，并使之與陶瓷體1的主面發(fā)生高 速撞擊，由此使多個(gè)粒子6固定。或者，也可以使用有機(jī)粘合劑及有機(jī)溶劑，將粒子6和低 熔點(diǎn)的玻璃形成為糊劑狀，將該糊劑印刷涂敷后，燒接在一起，由此使多個(gè)粒子6固定。接著，在主面固定有多個(gè)粒子6的陶瓷體1的與發(fā)熱體2及導(dǎo)線部3同樣地形成 的電極焊盤(外部電極)4上，經(jīng)由焊料接合導(dǎo)線構(gòu)件5。作為焊料，可以使用以Au-Cu、Ag、 Ag-Cu等為主要成分的材料。另外，作為導(dǎo)線構(gòu)件5，可以使用由Ni、Ni合金、白金、銅等低 電阻的金屬形成的線材。實(shí)施例如下所述制成圖1 圖3所示的本發(fā)明的陶瓷加熱器10。首先，制作按照Al2O3為主要成分，Si02、Ca0、Mg0、ZrO2合計(jì)為10質(zhì)量％以內(nèi)的方 式調(diào)制的陶瓷生片。而且，在該陶瓷生片的表面通過(guò)網(wǎng)板印刷法，分別將發(fā)熱體2和導(dǎo)線部 3、以及成為電極焊盤4的以W為主要成分的導(dǎo)電性糊劑印刷成圖案。對(duì)印刷有這些圖案的 陶瓷生片、和未印刷的同一材料、同一形狀的陶瓷生片，涂敷使同一組成的陶瓷分散的層疊 液并層疊，得到了板狀的成形體。接著，通過(guò)網(wǎng)板印刷法，將多個(gè)粒子6印刷涂敷于該層疊而成的板狀的成形體的 主面。另外，對(duì)于使粒子6固定于兩個(gè)主面的試料而言，在印刷于一個(gè)主面而使之干燥后， 在另一主面同樣通過(guò)網(wǎng)板印刷法印刷粒子6而使之干燥。將粒子6網(wǎng)板印刷時(shí)使用的糊劑是通過(guò)將數(shù)μ m 100 μ m大小的以氧化鋁為主 要成分的陶瓷粒子和粘合劑以及有機(jī)溶劑混合制成的。粘合劑使用以乙基纖維素為主要成 分的樹脂，有機(jī)溶劑使用由TPO以及DBP形成的有機(jī)溶劑。印刷糊劑并使其干燥后，為了增 強(qiáng)粒子向板狀的成形體的固定力，使用壓力機(jī)，以5X104 50X IO4Pa的壓力在1 10秒 鐘的條件下對(duì)成形體的主面進(jìn)行了加壓。將這樣得到的板狀的成形體在1500 1600°C的還原氛圍(氮氛圍)中進(jìn)行燒成。接著，通過(guò)電鍍?cè)谔沾审w1的主面的外部電極(電極焊盤)4上設(shè)置厚2 4μ m 的Ni鍍膜，作為焊料使用Ag焊劑，接合電極焊盤4和由Ni形成的Φ 0. SmmX長(zhǎng)50mm的導(dǎo) 線構(gòu)件5。使用體表溫度分布測(cè)定裝置測(cè)定了如上制成的陶瓷加熱器10的陶瓷體1的主面 的溫度分布。對(duì)于用于測(cè)定的試料而言，將在陶瓷體1的主面未固定粒子6的以往陶瓷加 熱器作為比較例的試料1，將在陶瓷體1的一個(gè)主面附著有多個(gè)粒子6的本發(fā)明的實(shí)施例作 為試料2。在測(cè)定中，分別施加使試料1、試料2的發(fā)熱體2的最高溫度達(dá)到300°C的電力。當(dāng)測(cè)定發(fā)熱體2的溫度為最高溫度且成為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的各試料的陶瓷體1的主面的最低溫度 時(shí)，試料1大約為270°C，與此相對(duì)，試料2大約為290°C。從該結(jié)果能夠確認(rèn)，根據(jù)本發(fā)明， 通過(guò)在陶瓷體1的主面固定有多個(gè)粒子6，能夠減小主面的溫度分布。接著，為確認(rèn)向被加熱物的熱傳遞的效率，以與試料1、2的陶瓷加熱器同等的規(guī) 格，將厚度1. 5mm的鐵板分別置于試料的陶瓷體1的主面，測(cè)定了鐵板的表面達(dá)到規(guī)定最高 溫度的到達(dá)時(shí)間、以及成為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的鐵板的表面的最高溫度和最低溫度的差。在評(píng)價(jià) 中，使用上述的比較例的試料1及實(shí)施例的試料2進(jìn)行了比較。對(duì)各試料施加相同的電力，確認(rèn)達(dá)到最高溫度為止的時(shí)間，結(jié)果是試料1達(dá)到最 高溫度的到達(dá)時(shí)間大約為30秒，穩(wěn)定狀態(tài)下的最高溫度和最低溫度的差大約為10°C。與此 相對(duì)，試料2達(dá)到最高溫度的到達(dá)時(shí)間大約為15秒，穩(wěn)定狀態(tài)下的最高溫度和最低溫度的 差大約為5°C。從該結(jié)果能夠確認(rèn)，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在陶瓷體1的主面固定有多個(gè)粒子6， 能夠縮短對(duì)被加熱物的加熱時(shí)間。符號(hào)說(shuō)明
1陶瓷體
2發(fā)熱體
6粒子
10陶瓷加熱器
權(quán)利要求
1.一種陶瓷加熱器，其特征在于，在板狀的陶瓷體的內(nèi)部具有發(fā)熱體，在所述陶瓷體的主面固定有多個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷加熱器，其特征在于， 所述粒子為陶瓷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷加熱器，其特征在于， 在所述陶瓷體的兩個(gè)主面固定有多個(gè)所述粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷加熱器，其特征在于，多個(gè)所述粒子固定在所述主面的與所述發(fā)熱體對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陶瓷加熱器，其特征在于，多個(gè)所述粒子還固定在所述主面的與所述發(fā)熱體對(duì)應(yīng)的區(qū)域之間的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷加熱器，其特征在于， 所述粒子與所述陶瓷體相比，熱傳導(dǎo)率高。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷加熱器，其特征在于， 所述粒子的主要成分與所述陶瓷體的主要成分相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷加熱器，其特征在于， 在所述陶瓷體的所述主面的外周部有未固定所述粒子的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷加熱器，其特征在于， 所述粒子為有棱角的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷加熱器，其特征在于， 所述粒子大于所述陶瓷體的晶體粒子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種陶瓷加熱器，其能夠縮短對(duì)被加熱物的加熱時(shí)間，可以減小表面的溫度分布，熱傳遞性優(yōu)良。陶瓷加熱器(10)在板狀的陶瓷體(1)的內(nèi)部具有發(fā)熱體(2)，在陶瓷體(1)的主面固定有多個(gè)無(wú)機(jī)質(zhì)的粒子(6)。陶瓷加熱器(10)的主面的比表面積因固定有多個(gè)粒子(6)而增大，向被加熱物的熱傳遞的效率提高，能夠縮短加熱時(shí)間。另外，能夠減小陶瓷體(1)的主面的溫度分布。
文檔編號(hào)H05B3/14GK102144428SQ20098013471
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者長(zhǎng)迫龍一 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社