成果信息

该项目在国家863计划支持下，学校先后与湖南利德集团公司、宁波塞纳电热电器有限公司联合开展电子浆料及应用技术研制和电热元件的产业化工作。该项目选用不锈钢（厚度为0.5～1.2mm）作为基板，依据不锈钢的理化性能，设计并制备出与不锈钢相匹配的介质浆料、电阻浆料与导体浆料。采用丝网印刷与烧成工艺，在不锈钢表面依次制备介质绝缘层、电阻层与导体层，经后续处理制备出不锈钢基厚膜电热元件。该技术填补了国内空白，产品主要性能达国际同类产品先进水平，获授权发明专利4项，荣获全国第五届发明展览会金奖。该元件具有如下特点： 1、功率密度大，最高可达60W/cm2为传统电热合金的十倍； 2、启动快，加热速度可达200～300℃/s以上； 3、机械强度高，抗振动、抗热冲击能力强； 4、元件呈薄平面状，还可被制成曲面，体积小，便于安装； 5、温度场具有可设计性，且不存在加热盲区； 6、易实现控温材料与电热材料共平面化设计； 7、节能，比传统电热元件节能10～30%； 8、使用寿命长，可达1万小时以上； 9、电气安全性能全面达到国标GB4706.1-98《家用和类似用途电气的安全通用要求》及JB4088-85《日通管状电热元件》相关技术指标及安全标准：击穿强度>1250V，绝缘电阻>10MΩ(500VDC)，泄露电流<0.5mA(额定工作电压的1.06倍)。 )

背景介绍

大功率厚膜混合电路中，热量的产生以及由此而引起的温升一般是有害的。人们一直在努力优化元件设计和电路设计，特别是选用高导热基板材料以加速热量的传导从而降低元器件的温升。但是，厚膜电路设计与生产的诸多优势使得人们对利用厚膜电路产生的热量及其传导规律来设计与制备厚膜电热元件产生了极大的兴趣。事实上，大功率厚膜混合电路热量的产生和传导等基本理论和实践经验使得人们可轻易地设计出厚膜电路式电热元件，但是由于电热元件的使用性能要求比较苛刻，如机械性能、耐热冲击、热效率、功率密度、电阻温度系数、使用寿命等，使得该新概念电热元件的研究很长时间未有实质性的突破。近年来，随着材料技术的不断创新，人们系统地研究基板选材、介质浆料、电阻浆料等相关材料的成分、性能,该技术取得了重大突破。)

应用前景

该项目鉴于新型厚膜电热元件的具有诸多不同于传统电热材料与元件的性能优势，如功率密度大，升温速度快，节能环保等，必将替代传统电热材料与元件，在电热水器、电熨斗、电火锅、咖啡壶等家用电器，汽车电子，医疗器械等方面具有广阔的应用前景。)