一种高吸液率多孔陶瓷基体及发热体
阅读说明：本技术 一种高吸液率多孔陶瓷基体及发热体 (Porous ceramic matrix with high liquid absorption rate and heating element ) 是由 陈闻杰 何峰斌 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及多孔陶瓷技术领域,具体涉及一种高吸液率多孔陶瓷基体及发热体,包括如下重量份的原料：多孔二氧化硅微球25-90份、玻璃粉10-30份、硅藻土0.1-25份、石英砂0.1-10份和氧化铝0.1-10份。本发明的多孔陶瓷基体具有孔小、吸液率高,吸液率比孔隙率大的特点,便于烟油渗透、雾化,提高烟油的雾化率,增大烟雾量,提升了使用者的体验感；其中所采用的多孔二氧化硅微球由于自身带有微孔、孔小且多的特点,相对于以往大孔径的多孔陶瓷基体更方便烟油参透；而利用该多孔陶瓷基体制得的发热体具有孔小、吸液率高,吸液率比孔隙率大的特点,方便烟油渗透、雾化,提高烟油的雾化率,增大烟雾量,提升使用者的体验感。(The invention relates to the technical field of porous ceramics, in particular to a porous ceramic matrix with high liquid absorption rate and a heating element, which comprise the following raw materials in parts by weight: 25-90 parts of porous silica microspheres, 10-30 parts of glass powder, 0.1-25 parts of diatomite, 0.1-10 parts of quartz sand and 0.1-10 parts of alumina. The porous ceramic matrix has the characteristics of small pores, high liquid absorption rate and high liquid absorption rate compared with porosity, is convenient for tobacco tar to permeate and atomize, improves the atomization rate of the tobacco tar, increases the smoke amount and improves the experience of a user; the adopted porous silica microspheres have the characteristics of micropores, small and many pores, and are more convenient for penetration of tobacco tar compared with the conventional porous ceramic matrix with large pore diameter; the heating body prepared by utilizing the porous ceramic matrix has the characteristics of small pores, high liquid absorption rate and high liquid absorption rate compared with porosity, is convenient for tobacco tar permeation and atomization, improves the atomization rate of the tobacco tar, increases the smoke amount and improves the experience of users.)
技术领域
本发明涉及多孔陶瓷技术领域，具体涉及一种高吸液率多孔陶瓷基体及发热体。
背景技术
发热体作为电子雾化装置的核心部件之一，与传统的棉芯或玻纤绳相比，具有亲油性强、发热均匀、使用温度高等优点。但是，由于使用场所和雾化液的多样性，极大限制了多孔陶瓷雾化器的使用领域。
目前市面上的采用的多孔陶瓷基体多采用无定型的实心粉体陶瓷粉体，使制得的多孔陶瓷普遍存在储油、锁油功能不足、漏油等缺陷，以及多孔陶瓷基体的孔隙率比吸液率大、孔隙率高的问题，造成烟油利用率低的问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高吸液率多孔陶瓷基体，该多孔陶瓷基体具有孔小、吸液率高，吸液率比孔隙率大的特点，便于烟油渗透、雾化，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感；其中所采用的多孔二氧化硅微球由于自身带有微孔、孔小且多的特点，相对于以往大孔径的多孔陶瓷基体更方便烟油参透。
本发明的另一目的在于提供一种高吸液率的发热体，该发热体通过采用高吸液率多孔陶瓷基体使得其具有孔小、吸液率高，吸液率比孔隙率大的特点，方便烟油渗透、雾化，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高吸液率多孔陶瓷基体，包括如下重量份的原料：
本发明中的多孔陶瓷基体具有孔小、吸液率高，吸液率比孔隙率大的特点，便于烟油渗透、雾化，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感。其中所采用的多孔二氧化硅微球由于自身带有微孔、孔小且多的特点，相对于以往大孔径的多孔陶瓷基体更方便烟油渗透；而所采用的玻璃粉和硅藻土具有坚固、耐磨、耐高温、来源广泛，成本低廉的优点，添加在该多孔陶瓷基体的原料中可确保多孔陶瓷基体的强度和韧性；硅藻土和石英砂作为陶瓷骨粉均具有坚固、耐磨、耐高温、来源广泛，成本低廉的优点，可确保多孔陶瓷基体的强度和韧性；而造孔剂的加入可使烧结出来的多孔陶瓷基体具有较好的强度，以及较高的空隙率，孔隙尺寸小、分布均匀的优点。
优选的，所述多孔二氧化硅微球的粒径为0.5-15μm；所述多孔二氧化硅微球自身微孔的孔径为0.2-2μm。
本发明中通过限定多孔二氧化硅微球的上述参数可使多孔二氧化硅微球具有大量孔道，且规则而均匀的微孔结构，以及比表面积大、吸油量大、吸附性强的特点，同时还具有较高的机械强度，较强的吸附能力，良好的导电性能，可以进一步提升利用其制得多孔陶瓷基体的综合性能。
优选的，所述造孔剂为PMMA、淀粉、碳粉、木屑、石墨、甲基丙烯酸甲脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯和油酸中的至少一种；更优选的，所述造孔剂是由PMMA、石墨、聚苯乙烯和油酸按照重量比为0.4-0.8:0.6-1.0:0.1-0.5:0.8-1.2组成的混合物。
本发明中通过采用上述特定原料组成的造孔剂可以协同各自的优异性能，使烧结出来的多孔陶瓷基体具有较好的强度，以及较高的空隙率，孔隙尺寸小、分布均匀的优点，可以避免多孔陶瓷基体烧结时出现更小尺寸的孔，使得烧结得到的多孔陶瓷基体物相的烧结连续结构不会被过多小孔打断，另外形成的气孔多是柱状气孔，空隙率较高，多孔陶瓷基体因柱状气孔结构也增强了其结合性。
优选的，所述多孔陶瓷基体的孔隙率为40-70％，吸液率为60-80％；所述多孔陶瓷基体内部颗粒之间堆积的间隙大小为0.5-15μm，所述多孔陶瓷基体中的造孔剂挥发的孔径为2-25μm。
优选的，所述多孔陶瓷基体通过采用热压铸成型或注塑成型；所述多孔陶瓷基体在600-1200℃的条件下烧结而成。
本发明中的多孔陶瓷基体采用上述成型方法以及烧结温度可有效克服以往陶瓷烧结工艺中存在的弊端，使多孔陶瓷基体结构更牢固，从而达到降低收缩率的效果，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感。
本发明还提供了一种高吸液率的发热体，包括上述多孔陶瓷基体，以及设置于所述多孔陶瓷基体下表面的金属发热片。
本发明中的发热体通过采用高吸液率多孔陶瓷基体使得其具有孔小、吸液率高，吸液率比孔隙率大的特点，方便烟油渗透、雾化，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感；而将金属发热片设置在多孔陶瓷基体下表面有利于提升金属发热片对多孔陶瓷基体的均匀加热，便于对烟油进行雾化。
本发明还提供了一种高吸液率的发热体，包括上述多孔陶瓷基体，以及设置于所述多孔陶瓷基体内部或外部的螺旋发热丝。
本发明中的发热体通过采用高吸液率多孔陶瓷基体使得其具有孔小、吸液率高，吸液率比孔隙率大的特点，方便烟油渗透、雾化，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感；而将螺旋发热丝设置在多孔陶瓷基体内部或外部有利于提升螺旋发热丝对多孔陶瓷基体的均匀加热，提升了热量的利用率，便于对烟油进行雾化。
本发明还提供了一种高吸液率的发热体，包括上述多孔陶瓷基体，以及印刷于所述多孔陶瓷基体表面的发热线路。
本发明中的发热体通过采用高吸液率多孔陶瓷基体使得其具有孔小、吸液率高，吸液率比孔隙率大的特点，方便烟油渗透、雾化，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感；而将发热线路印刷在多孔陶瓷基体下表面可有效避免以往由于加入温度过高导致发热线路烧结，容易导致发热线路与多孔陶瓷基体脱离而产生糊味，导致产品使用寿命大大缩短，便于对烟油进行雾化。
本发明的有益效果在于：本发明的多孔陶瓷基体具有孔小、吸液率高，吸液率比孔隙率大的特点，便于烟油渗透、雾化，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感；其中所采用的多孔二氧化硅微球由于自身带有微孔、孔小且多的特点，相对于以往大孔径的多孔陶瓷基体更方便烟油渗透。
本发明一种高吸液率的发热体，该发热体通过采用高吸液率多孔陶瓷基体使得其具有孔小、吸液率高，吸液率比孔隙率大的特点，方便烟油渗透、雾化，提高烟油的雾化率，增大烟雾量，提升了使用者的体验感。
附图说明
图1是本发明的多孔陶瓷基体设置金属发热片的立体图；
图2是本发明的多孔陶瓷基体设置螺旋发热丝的立体图；
图3是本发明的多孔陶瓷基体表面印刷发热线路的示意图；
图4是本发明的多孔陶瓷基体表面印刷发热线路的另一视角的示意图。
附图标记为：1-多孔陶瓷基体、2-金属发热片、3-螺旋发热丝和4-发热线路。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-4对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高吸液率多孔陶瓷基体，包括如下重量份的原料：
所述多孔二氧化硅微球的粒径为0.5μm；所述多孔二氧化硅微球自身微孔的孔径为0.2μm。
所述造孔剂是由PMMA、石墨、聚苯乙烯和油酸按照重量比为0.4:0.6:0.1:0.8组成的混合物。
所述多孔陶瓷基体1的孔隙率为40％，吸液率为60％；所述多孔陶瓷基体1内部颗粒之间堆积的间隙大小为0.5μm，所述多孔陶瓷基体1中的造孔剂挥发后的孔径为2μm。
所述多孔陶瓷基体1通过采用热压铸成型或注塑成型；所述多孔陶瓷基体1在600℃的条件下烧结而成。
一种高吸液率的发热体，包括上述多孔陶瓷基体1，以及设置于所述多孔陶瓷基体1下表面的金属发热片2。
实施例2
一种高吸液率多孔陶瓷基体，包括如下重量份的原料：
所述多孔二氧化硅微球的粒径为5μm；所述多孔二氧化硅微球自身微孔的孔径为0.5μm。
所述造孔剂是由PMMA、石墨、聚苯乙烯和油酸按照重量比为0.5:0.7:0.2:0.9组成的混合物。
所述多孔陶瓷基体1的孔隙率为48％，吸液率为65％；所述多孔陶瓷基体1内部颗粒之间堆积的间隙大小为5μm，所述多孔陶瓷基体1中的造孔剂挥发后的孔径为8μm。
所述多孔陶瓷基体1通过采用热压铸成型或注塑成型；所述多孔陶瓷基体1在750℃的条件下烧结而成。
一种高吸液率的发热体，包括上述多孔陶瓷基体1，以及设置于所述多孔陶瓷基体1内部或外部的螺旋发热丝3。
实施例3
一种高吸液率多孔陶瓷基体，包括如下重量份的原料：
所述多孔二氧化硅微球的粒径为7μm；所述多孔二氧化硅微球自身微孔的孔径为1μm。
所述造孔剂是由PMMA、石墨、聚苯乙烯和油酸按照重量比为0.6:0.8:0.3:1.0组成的混合物。
所述多孔陶瓷基体1的孔隙率为55％，吸液率为70％；所述多孔陶瓷基体1内部颗粒之间堆积的间隙大小为7μm，所述多孔陶瓷基体1中的造孔剂挥发后的孔径为13μm。
所述多孔陶瓷基体1通过采用热压铸成型或注塑成型；所述多孔陶瓷基体1在900℃的条件下烧结而成。
一种高吸液率的发热体，包括上述多孔陶瓷基体1，以及印刷于所述多孔陶瓷基体1表面发热线路4。
实施例4
一种高吸液率多孔陶瓷基体，包括如下重量份的原料：
所述多孔二氧化硅微球的粒径为12μm；所述多孔二氧化硅微球自身微孔的孔径为1.5μm。
所述造孔剂是由PMMA、石墨、聚苯乙烯和油酸按照重量比为0.4-0.8:0.6-1.0:0.1-0.5:0.8-1.2组成的混合物。
所述多孔陶瓷基体1的孔隙率为63％，吸液率为75％；所述多孔陶瓷基体1内部颗粒之间堆积的间隙大小为12μm，所述多孔陶瓷基体1中的造孔剂挥发后的孔径为19μm。
所述多孔陶瓷基体1通过采用热压铸成型或注塑成型；所述多孔陶瓷基体1在1050℃的条件下烧结而成。
一种高吸液率的发热体，包括上述多孔陶瓷基体1，以及设置于所述多孔陶瓷基体1下表面的金属发热片2。
实施例5
一种高吸液率多孔陶瓷基体，包括如下重量份的原料：
所述多孔二氧化硅微球的粒径为15μm；所述多孔二氧化硅微球自身微孔的孔径为2μm。
所述造孔剂是由PMMA、石墨、聚苯乙烯和油酸按照重量比为0.8:1.0:0.5:1.2组成的混合物。
所述多孔陶瓷基体1的孔隙率为70％，吸液率为80％；所述多孔陶瓷基体1内部颗粒之间堆积的间隙大小为15μm，所述多孔陶瓷基体1中的造孔剂挥发后的孔径为25μm。
所述多孔陶瓷基体1通过采用热压铸成型或注塑成型；所述多孔陶瓷基体1在1200℃的条件下烧结而成。
一种高吸液率的发热体，包括上述多孔陶瓷基体1，以及设置于所述多孔陶瓷基体1内部或外部的螺旋发热丝3。
对比例1
本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例中采用二氧化硅颗粒代替了多孔二氧化硅微球，本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中用PMMA代替了造孔剂，本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对实施例1、3、5和对比例1-2制得的高吸液率多孔陶瓷基体1进行性能测试，测试结果如下1表所示：
根据阿基米德排水法测试孔隙率，以10mm*4mm的制件在相同的条件下测试吸油时间；孔径按照(采用Auto Pore IV 9500(Micromeritics Instrument Corporation)测试；强度按照《GBT 8489-2006精细陶瓷压缩强度试验方法》进行测定。
表1
项目
孔隙率(％)
吸液率(％)
平均孔径(um)
实施例1
52
60
20
实施例3
65
72
23
实施例5
69
78
24
对比例1
38
46
31
对比例2
36
38
15
由实施例1、实施例3和实施例5的对比可知本发明制得的多孔陶瓷基体1具有较高的吸液率，以及强度和孔隙率，由实施例1、3、5和对比例1-2的对比可知，加入多孔二氧化硅微球和混合造孔剂可使制得的多孔陶瓷基体1具有吸液率高、孔隙率高、吸液率比孔隙率大5％以上、孔隙尺寸小、分布均匀的优点，具有广阔的市场前景和应用价值。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
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