一种一次成型碳化硅发热元件的制造方法

摘要

本发明涉及一种一次成型碳化硅发热元件的制造方法，包括传统工艺步骤，特征在于：碳化硅粉料、石油焦粉、石墨粉、活性炭粉、硅粉的质量分数分别为0.3～0.9、0.3～0.9、0～0.2、0～0.1、0～0.3；共经过包括传统工艺步骤的13道工序和特定工艺条件后可得到冷、热部电阻率电阻比分别为1∶35、1∶12、1∶20的发热元件。其优越性为发热元件物理性能逐步过渡，气孔率＜1％，游离硅含量＜2％，可控性好，均匀性高，抗氧化，强度高。

主权项

1、一种一次成型碳化硅发热元件的制造方法，包括配料、干燥、碾压、造粒、过筛、挤压、烘干、一次烧结和二次烧结工艺步骤，其特征在于：具体工艺步骤为：步骤1：将质量分数为0.3～0.9的碳化硅粉料、0.05～0.5的石油焦粉、0～0.2的石墨粉、0～0.1的活性炭粉、0～0.3的硅粉，在搅拌机或轮碾机上混合0.2～1小时；步骤2：在上述混合均匀的粉料中另外添加质量分数0.05～0.25的醇溶性酚醛树脂、有机增塑剂和乙醇，在轮碾机上碾压0.5～1.5小时；步骤3：将碾压料破碎成块状，常温放置或50～80℃温度下干燥处理；步骤4：将干燥处理的原料碾压破碎，过8～120目筛造粒，待用；步骤5：将待用原料加入质量分数0.01～0.20的水溶性酚醛树脂，混碾10～45分钟；步骤6：将混碾好的原料密封，放置6～24小时；步骤7：原料在螺旋挤压机或活塞挤压机上连续挤压出成形坯体，切割得到所需长度；步骤8：坯体在室温静置干燥24小时以上；步骤9：成形坯体放入烘窑中加热至150～200℃，保温1～3小时，随炉冷却至室温出窑，得到具有足够强度的碳化硅成形坯体；步骤10：坯体进行切割等后加工工序，达到产品尺寸要求；步骤11：坯体放入真空气氛烧结炉，周围填埋工业硅颗粒，升温至1450～1850℃，保温0.5～4小时烧结，随炉冷却，一次烧结后主晶相为α-SiC、β-SiC和游离硅；步骤12：根据发热体规格要求，将发热部部分放置在管式真空气氛烧结炉，或在管式电阻(感应加热)真空气氛推进烧结炉中对发热部长度部分进行二次烧结，加热温度1850～2300℃保温，加热时间0.3～3小时；步骤13：清理后，端部喷铝，得到发热元件产品。