1.本发明属于电子雾化设备制造技术领域,具体涉及一种陶瓷雾化芯及其制造方法。
背景技术:
2.办公场所、会议室、家庭居所以及医疗室等场所常需采用雾化器将香氛调理液、精油、消毒杀菌液、药液或者水进行加热雾化,通过雾化喷汽方式实现气味调节、精油理疗、消毒杀菌、给药治疗或者加湿补水等;雾化器的核心部件是陶瓷雾化芯,现有技术中的陶瓷雾化芯通常采用多孔陶瓷作为陶瓷基体,精油经过孔渗透到陶瓷基体的表面,通过陶瓷基体表面的发热膜通电发热将精油蒸发;发热膜由磁控溅射将发热膜金属材料溅射到多孔陶瓷表面,从而达到雾化精油的目的。
3.但是由于金属材料的亲油性通常比较差,容易导致雾化芯换气不畅,精油不能及时补充到表面,稳定性差,影响用户使用体验;还易导致发热膜干烧,影响雾化芯的使用寿命。
技术实现要素:
4.为了解决现有技术存在的上述问题,本发明目的在于提供一种陶瓷雾化芯及其制造方法,在发热膜表面再溅射一层与多孔陶瓷材料相同或则相近的亲油材料,通过溅射亲油材料层弥补溅射发热膜金属层不亲油的缺陷,改善膜层的亲油性,使得精油能及时渗透补充至表面,能够减少因为换气不畅导致的发热膜干烧现象,延长发热膜的使用寿命,提升用户使用体验。
5.本发明所采用的技术方案为:
6.一种陶瓷雾化芯,包括有陶瓷基体,陶瓷基体的至少一个表面上设置有发热膜,发热膜的外表面间隔设置有两个导电电极;
7.所述金属发热膜与陶瓷基体之间设置有至少一层第一过渡层;所述金属发热膜的表面设置有至少一层亲油层;
8.所述第一过渡层为由金属材料通过磁控溅射工艺溅射到陶瓷基体表面形成的金属过渡层;
9.所述发热膜为由金属材料通过磁控溅射工艺溅射到第一过渡层表面形成的金属发热膜;
10.两个所述导电电极通过印刷工艺印刷至发热膜表面;
11.所述陶瓷基体的材料为氧化物和/或氮化物,亲油层的材料也为与陶瓷基体的材料相同的氧化物和/或氮化物;
12.所述亲油层也通过磁控溅射工艺溅射到金属发热膜表面。
13.进一步地,所述陶瓷基体的材料为金属氧化物和/或金属氮化物亲油层的材料也为与陶瓷基体的材料相同的金属氧化物和/或金属氮化物。
14.进一步地,所述陶瓷基体和亲油层的材料均为氧化铝、氧化铜、氧化锌、氧化硅、氧化钛、氮化铝、氮化硅或者氮化钽。
15.进一步地,所述第一过渡层的材料为钛、铁、铝、镍或者镍铬;所述发热膜材料为金、银、铜、铂、镍铬、钽或者铬硅。
16.进一步地,,所述第一过渡层的厚度为200~600nm;所述发热膜的厚度为600~1200nm;所述导电电极的厚度为50~120μm;所述第二过渡层的厚度为10~80nm;所述亲油层的厚度为30~100nm。
17.进一步地,所述第一过渡层的厚度为300nm;所述发热膜的厚度为1200nm;所述导电电极的厚度为120μm;所述亲油层的厚度为50nm。
18.进一步地,所述发热膜与亲油层之间还设置有第二过渡层;第二过渡层的材料为钛、铁、铝、镍或者镍铬;第二过渡层的厚度为10~80nm。
19.本发明还涉及一种陶瓷雾化芯的制造方法,用于制造上述陶瓷雾雾芯,具体包括有以下步骤:
20.s01,磁控溅射镀膜机预抽真空至2.0
×
10-4
~8.0
×
10-4
pa;
21.s02,磁控溅射镀膜机内通入溅射介质气体30~80sccm,保持真空稳定在0.3~0.9pa;
22.s03,启动第一过渡层电源,输入功率150~300w;在陶瓷基体的表面溅射第一过渡层金属,溅射厚度200~600nm;
23.s04,第一过渡层溅射完成后,关闭第一过渡层电源;
24.s05,打开发热膜电源,输入功率150~300w;在第一过渡层上溅射金属发热膜,溅射厚度600~1200nm;
25.s06,金属发热膜溅射完成后,取出陶瓷基体;
26.s07,将陶瓷基体夹装于印刷治具上,通过印刷机将电极浆料印刷到发热膜表面;
27.s08,在600~850℃温度条件下烧结陶瓷基体;
28.s09,将陶瓷若何夹装于镀膜治具中,并通过镀膜治具遮蔽电极部分;将镀膜治具放置入磁控溅射镀膜机中;
29.s10,磁控溅射镀膜机抽真空至2.0
×
10-4
~8.0
×
10-4
pa;
30.s11,磁控溅射镀膜机内通入保护气体30~80sccm,保持真空稳定在0.3~0.9pa;
31.s12,开启射频电源,在发热膜上溅射亲油性的氧化物或氮化物,构成亲油层。
32.进一步地,所述步骤s12溅射亲油层还包括以下操作:
33.s121,启动第二过渡层电源,输入功率150~300w;在发热膜的表面溅射第二过渡层金属,溅射厚度10~80nm;
34.s122,第二过渡层溅射完成后,关闭第二过渡层电源;
35.s123,开启射频电源,在第二过渡层上溅射亲油性的氧化物或氮化物,构成亲油层。
36.最后,所述步骤s02与s11中的溅射介质气体为氩气。
37.本发明的有益效果为:
38.一种陶瓷雾化芯及其制造方法,在发热膜表面再溅射一层与多孔陶瓷材料相同或则相近的亲油材料,过渡层增加了陶瓷和发热膜材料之间的结合力,也增加了发热膜和亲
油性材料的结合力,使得精油能及时渗透补充至表面,能够减少因为换气不畅导致的发热膜干烧现象,延长发热膜的使用寿命,提升用户使用体验;且亲油性材料附着在表面有良好的耐高温和导热性能,有效的保护发热膜,改善陶瓷雾化芯换气不畅问题,延长使用寿命。
具体实施方式
39.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
40.本发明为了提供一种陶瓷雾化芯及其制造方法,整体策划方案为:首先构思一种陶瓷雾化芯的结构,基础结构为陶瓷基体,在陶瓷基体的至少一个表面上设置发热膜,在发热膜的外表面间隔设置两个导电电极;
41.陶瓷基体的材料采用氧化物和/或氮化物,亲油层的材料也采用与陶瓷基体的材料相同的氧化物和/或氮化物;
42.作为替代方案,陶瓷基体和亲油层的材料也可以采用专利申请号为cn202011570309.6的一种多孔陶瓷组合物及其制备方法和应用该陶瓷组合物的电子烟雾化芯发明专利中的多孔陶瓷组合物技术方案。
43.在金属发热膜与陶瓷基体之间设置至少一层第一过渡层;在金属发热膜的表面设置至少一层亲油层;
44.通过第一过渡层增加陶瓷和发热膜材料之间的结合力,使得精油能及时渗透补充至表面,能够减少因为换气不畅导致的发热膜干烧现象,延长发热膜的使用寿命,提升用户使用体验;且亲油性材料附着在表面有良好的耐高温和导热性能,有效的保护发热膜,改善陶瓷雾化芯换气不畅问题,延长使用寿命。
45.第一过渡层采用由金属材料通过磁控溅射工艺溅射到陶瓷基体表面形成的金属过渡层结构。
46.发热膜采用由金属材料通过磁控溅射工艺溅射到第一过渡层表面形成的金属发热膜结构。
47.两个导电电极通过印刷工艺印刷至发热膜的表面。
48.亲油层也通过磁控溅射工艺溅射到金属发热膜表面。
49.具体地,
50.陶瓷基体和亲油层的材料都采用金属氧化物和/或金属氮化物,例如氧化铝、氧化铜、氧化锌、氧化硅、氧化钛、氮化铝、氮化硅或者氮化钽等。
51.第一过渡层的材料采用钛、铁、铝、镍或者镍铬;发热膜的材料采用金、银、铜、铂、镍铬、钽或者铬硅。
52.第一过渡层的厚度为200~600nm;发热膜的厚度为600~1200nm;导电电极的厚度为50~120μm;第二过渡层的厚度为10~80nm;亲油层的厚度为30~100nm。
53.还可以在发热膜与亲油层之间再设置一层第二过渡层;第二过渡层的材料采用钛、铁、铝、镍或者镍铬;第二过渡层的厚度为10~80nm。通过第二过渡层进一步增加发热膜和亲油性材料的结合力。
54.本发明还提供上述陶瓷雾化芯的制造方法,具体按照以下步骤操作执行:
55.s01,磁控溅射镀膜机预抽真空至2.0
×
10-4
~8.0
×
10-4
pa;
56.s02,磁控溅射镀膜机内通入氩气30~80sccm,保持真空稳定在0.3~0.9pa;
57.s03,启动第一过渡层的直流电源,输入第一过渡层的靶直流电源功率150~300w;在陶瓷基体的表面溅射第一过渡层金属,溅射厚度200~600nm;
58.s04,第一过渡层溅射完成后,关闭第一过渡层的直流电源;
59.s05,打开发热膜的直流电源,输入发热膜的靶直流电源功率150~300w;在第一过渡层上溅射金属发热膜,溅射厚度600~1200nm;
60.s06,金属发热膜溅射完成后,取出陶瓷基体;
61.s07,将陶瓷基体夹装于印刷治具上,通过印刷机将电极浆料印刷到发热膜表面;
62.s08,在600~850℃温度条件下烧结陶瓷基体;
63.s09,将陶瓷若何夹装于镀膜治具中,并通过镀膜治具遮蔽电极部分;将镀膜治具放置入磁控溅射镀膜机中;
64.s10,磁控溅射镀膜机抽真空至2.0
×
10-4
~8.0
×
10-4
pa;
65.s11,磁控溅射镀膜机内通入氩气30~80sccm,保持真空稳定在0.3~0.9pa;
66.s12,开启射频电源,在发热膜上溅射亲油性的氧化物或氮化物,构成亲油层。
67.作为优先选择方案,步骤s12还可以按照以下内容操作:
68.s121,启动第二过渡层的直流电源,输入第二过渡层的靶直流电源功率150~300w;在发热膜的表面溅射第二过渡层金属,溅射厚度10~80nm;
69.s122,第二过渡层溅射完成后,关闭第二过渡层的直流电源;
70.s123,开启射频电源,在第二过渡层上溅射亲油性的氧化物或氮化物,构成亲油层。
71.实施例一:
72.①
使用磁控溅射镀膜机,将真空抽至5.0x10-4
pa,通入氩气60sccm,使真空稳定在0.38pa,打开第一过渡层金属靶直流电源输入功率300w,开始溅射陶瓷与发热膜材料之间的第一过渡层金属300nm,溅射完成后,关闭电源;打开发热膜电源输入功率300w,在第一过渡层上溅射金属发热膜1200nm,完成后取出备用;
73.②
将溅射完成的产品放置于印刷治具上,使用印刷机将电极浆料印刷到发热膜表面,厚度约120μm,然后使用650℃进行烧结,完成后取出备用;
74.③
将产品放在镀膜治具中,通过镀膜治具将电极部位进行遮蔽,放入磁控溅射镀膜机中,将真空抽至5.0x10-4
pa,通入氩气60sccm,使真空稳定在0.38pa,打开射频电源,将氧化钛溅射到过发热膜膜层上,厚度为50nm。
75.实施例二:
76.①
使用磁控溅射镀膜机,将真空抽至5.0x10-4
pa,通入氩气60sccm,使真空稳定在0.38pa,打开第一过渡层电源输入功率300w,开始溅射陶瓷与发热膜材料之间的第一过渡层金属300nm,溅射完成后,关闭电源;打开发热膜电源输入功率300w,在第一过渡层上溅射金属发热膜1200nm,完成后取出备用;
77.②
将溅射完成的产品放置于印刷治具上,使用印刷机将电极浆料印刷到发热膜表面,厚度约120μm,然后使用650℃进行烧结,完成后取出备用;
78.③
将产品放在镀膜治具中,通过镀膜治具将电极部位进行遮蔽,放入磁控溅射镀
膜机中,将真空抽至5.0x10-4
pa,通入氩气60sccm,使真空稳定在0.38pa,打开第二过渡层电源输入功率300w,溅射厚度20nm,然后打开射频电源,将氧化铝溅射到第二过渡层上,厚度为50nm。
79.实施例三:
80.①
使用磁控溅射镀膜机,将真空抽至5.0x10-4
pa,通入氩气60sccm,使真空稳定在0.38pa,打开第一过渡层电源输入功率300w,开始溅射陶瓷与发热膜材料之间的第一过渡层金属300nm,溅射完成后,关闭电源;打开发热膜电源输入功率300w,在第一过渡层上溅射金属发热膜1200nm,完成后取出备用;
81.②
将溅射完成的产品放置于印刷治具上,使用印刷机将电极浆料印刷到发热膜表面,厚度约120μm,然后使用650℃进行烧结,完成后取出备用;
82.③
将产品放在镀膜治具中,通过镀膜治具将电极部位进行遮蔽,放入磁控溅射镀膜机中,将真空抽至5.0x10-4
pa,通入氩气60sccm,使真空稳定在0.38pa,打开第二过渡层电源输入功率300w,溅射厚度20nm,然后打开射频电源,将氧化锌溅射到第二过渡层上,厚度为50nm。
83.实施例四:
84.①
使用磁控溅射镀膜机,将真空抽至5.0x10-4
pa,通入氩气60sccm,使真空稳定在0.38pa,打开第一过渡层电源输入功率300w,开始溅射陶瓷与发热膜材料之间的第一过渡层金属300nm,溅射完成后,关闭电源;打开发热膜电源输入功率300w,在第一过渡层上溅射金属发热膜1200nm,完成后取出备用;
85.②
将溅射完成的产品放置于印刷治具上,使用印刷机将电极浆料印刷到发热膜表面,厚度约120μm,然后使用650℃进行烧结,完成后取出备用;
86.③
将产品放在镀膜治具中,通过镀膜治具将电极部位进行遮蔽,放入磁控溅射镀膜机中,将真空抽至5.0x10-4
pa,通入氩气60sccm,使真空稳定在0.38pa,打开第二过渡层电源输入功率300w,溅射厚度20nm,然后打开射频电源,将氮化铝溅射到第二过渡层上,厚度为50nm。
87.实施例五:
88.对实施例一至实施例四制得的陶瓷雾化芯进行使用寿命测试,测试结果如下表:
[0089][0090]
由测试结果可行,亲油层采用氧化钛材料能够达到最为理想的技术效果,性能最优秀,使用寿命最长,最为稳定可靠。
[0091]
亲油层采用氧化锌或者氧化硅材料所达到的技术效果稍次于采用氧化钛材料所达到的技术效果,其使用性能也较为可靠。
[0092]
亲油层采用氧化铝所达到的技术效果又次于采用氧化锌或者氧化硅材料所达到的技术效果,其使用性能也可作为备选方案。
[0093]
亲油层采用氮化铝所达到的技术效果又次于采用氧化铝材料所达到的技术效果,其在使用要求不高的场合也可作为备选方案。
[0094]
相比于现有技术中未镀亲油层的使用效果来说,本发明的技术方案达到显著的技术效果。
[0095]
本发明不局限于上述可选实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。