多孔陶瓷雾化芯及电子烟雾化器的制作方法

1.本实用新型涉及电子烟技术领域，尤其是涉及一种多孔陶瓷雾化芯及电子烟雾化器。


背景技术：

2.电子烟又名虚拟香烟、蒸汽烟、气雾发生装置等，其主要用于在不影响健康的前提下模拟吸烟感觉，以供戒烟或替代香烟使用。多孔陶瓷雾化器作为电子烟的核心部件之一，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。
3.陶瓷雾化芯是多孔陶瓷雾化器的核心组件，目前陶瓷雾化芯一般采用在多孔陶瓷体上设置发热丝或者发热线路的方式进行烟油或烟膏的雾化。其中，发热丝一般是与多孔陶瓷体进行共烧，从而将发热丝固定在多孔陶瓷体表面上；此种方式由于发热丝与多孔陶瓷体的热膨胀系数不匹配(发热丝的热膨胀系数一般大于多孔陶瓷体的热膨胀系数)，从而使得发热丝在与多孔陶瓷体共烧时以及使用过程中，发热丝很容易出现变形的问题，使得发热丝与多孔陶瓷体表面不贴合，进而影响发热和雾化效率。而发热线路一般是通过丝印的方式设置于多孔陶瓷体表面上，由于多孔陶瓷体内孔隙的直径一般较小(利于吸油)，故在丝印发热线路时容易出现堵孔的情况，不利于烟油的流通，从而影响雾化效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种多孔陶瓷雾化芯，能够减少或避免出现金属薄膜层变形的情况，从而提高雾化效率。
5.本实用新型提供一种多孔陶瓷雾化芯，包括多孔陶瓷基体及设置于所述多孔陶瓷基体表面上的金属薄膜层，所述金属薄膜层包括依次层叠设置的金属过渡层、金属发热层和金属电极层，所述金属过渡层与所述多孔陶瓷基体的表面相接触；所述金属发热层的热膨胀系数大于所述金属过渡层的热膨胀系数，所述金属电极层的热膨胀系数大于所述金属发热层的热膨胀系数。
6.在一种可实现的方式中，所述多孔陶瓷基体包括相互连接的第一多孔陶瓷体和第二多孔陶瓷体，所述第二多孔陶瓷体位于所述第一多孔陶瓷体下方；所述第一多孔陶瓷体内具有多个第一微孔，所述第二多孔陶瓷体内具有多个第二微孔，所述第二微孔的孔径大于所述第一微孔的孔径，所述第一多孔陶瓷体的孔隙率大于所述第二多孔陶瓷体的孔隙率，所述金属薄膜层设置于所述第二多孔陶瓷体的表面上。
7.在一种可实现的方式中，所述第一微孔的孔径为20-30微米，所述第二微孔的孔径为30-40微米。
8.在一种可实现的方式中，所述第一多孔陶瓷体的孔隙率为55％-65％，所述第二多孔陶瓷体的孔隙率为40％-45％。
9.在一种可实现的方式中，所述第一多孔陶瓷体的厚度和所述第二多孔陶瓷体的厚度均为0.5-0.8mm。
10.在一种可实现的方式中，所述金属电极层的电阻率小于所述金属发热层的电阻率以及所述金属过渡层的电阻率。
11.在一种可实现的方式中，所述金属过渡层的厚度为3-8微米，所述金属发热层的厚度为3-10微米，所述金属电极层的厚度为3-10微米。
12.在一种可实现的方式中，所述金属过渡层的材质为钨或钼，所述金属发热层的材质为铬、铂、镍、铬镍合金或铁铬铝合金，所述金属电极层的材质为银或铜。
13.在一种可实现的方式中，所述金属过渡层包括层叠设置的第一金属过渡层和第二金属过渡层，所述第一金属过渡层与所述多孔陶瓷基体的表面相接触，所述第二金属过渡层与所述金属发热层相接触；所述第二金属过渡层的热膨胀系数大于所述第一金属过渡层的热膨胀系数，所述第二金属过渡层的热膨胀系数小于所述金属发热层的热膨胀系数。
14.本实用新型还提供一种电子烟雾化器，包括以上所述的多孔陶瓷雾化芯。
15.本实用新型提供的多孔陶瓷雾化芯，通过将金属薄膜层设置为金属过渡层-金属发热层-金属电极层叠层结构，且金属过渡层、金属发热层和金属电极层三者的热膨胀系数逐渐递增，使得金属薄膜层能够更好地匹配多孔陶瓷基体的热膨胀系数(金属过渡层的热膨胀系数较低，使得金属薄膜层与多孔陶瓷基体两者相接触位置的热膨胀系数更相近)，从而减少或避免出现金属薄膜层因与多孔陶瓷基体热膨胀系数不匹配而发生变形的情况，避免金属薄膜层与多孔陶瓷基体表面不贴合，从而提高雾化效率。而且，金属过渡层能够增加金属薄膜层与多孔陶瓷基体表面之间的结合力，从而进一步提高金属薄膜层与多孔陶瓷基体表面之间的贴合度，并避免金属薄膜层发生脱落。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例中电子烟雾化器的结构示意图。
17.图2为图1的截面示意图。
18.图3为图1的爆炸结构示意图。
19.图4为图3中储油体的仰视图。
20.图5为图3中多孔陶瓷雾化芯的结构示意图。
21.图6为图5的爆炸结构示意图。
22.图7为图5的截面示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
24.本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
25.本实用新型的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本实用新型请求保护的范围。
26.如图5至图7所示，本实用新型实施例提供的多孔陶瓷雾化芯100，包括多孔陶瓷基
体1及设置于多孔陶瓷基体1表面上的金属薄膜层2，金属薄膜层2包括依次层叠设置的金属过渡层21、金属发热层22和金属电极层23，金属过渡层21与多孔陶瓷基体1的表面相接触(即金属过渡层21为最内层，金属电极层23为最外层)；金属发热层22的热膨胀系数大于金属过渡层21的热膨胀系数，金属电极层23的热膨胀系数大于金属发热层22的热膨胀系数。
27.具体地，本实施例提供的多孔陶瓷雾化芯100，通过将金属薄膜层2设置为金属过渡层21-金属发热层22-金属电极层23叠层结构，且金属过渡层21、金属发热层22和金属电极层23三者的热膨胀系数逐渐递增，使得金属薄膜层2能够更好地匹配多孔陶瓷基体1的热膨胀系数(金属过渡层21的热膨胀系数较低，使得金属薄膜层2与多孔陶瓷基体1两者相接触位置的热膨胀系数更相近)，从而减少或避免出现金属薄膜层2因与多孔陶瓷基体1热膨胀系数不匹配而发生变形的情况，避免金属薄膜层2与多孔陶瓷基体1表面不贴合，从而提高雾化效率。而且，金属过渡层21能够增加金属薄膜层2与多孔陶瓷基体1表面之间的结合力，从而进一步提高金属薄膜层2与多孔陶瓷基体1表面之间的贴合度，并避免金属薄膜层2发生脱落。
28.如图5至图7所示，作为一种实施方式，金属薄膜层2设置于多孔陶瓷基体1的底面上。
29.作为一种实施方式，金属薄膜层2(包括金属过渡层21、金属发热层22和金属电极层23)采用喷镀的方式形成于多孔陶瓷基体1的表面上，喷镀的方式相较于丝印的方式不仅能够增加膜层的均匀性，而且能够减少金属材料进入至多孔陶瓷基体1的孔隙内，进而减少出现堵孔的情况。
30.如图5至图7所示，作为一种实施方式，多孔陶瓷基体1包括相互连接的第一多孔陶瓷体11和第二多孔陶瓷体12，第二多孔陶瓷体12位于第一多孔陶瓷体11下方。第一多孔陶瓷体11内具有多个第一微孔111，第二多孔陶瓷体12内具有多个第二微孔121，第二微孔121的孔径大于第一微孔111的孔径，且第一多孔陶瓷体11的孔隙率大于第二多孔陶瓷体12的孔隙率，金属薄膜层2设置于第二多孔陶瓷体12的表面上。
31.具体地，通过将该多孔陶瓷基体1分为第一多孔陶瓷体11和第二多孔陶瓷体12两部分，其中，由于第一多孔陶瓷体11的孔径小、孔隙率高，故其具有良好的吸油能力，而第二多孔陶瓷体12的孔径大、孔隙率低，将金属薄膜层2设置于第二多孔陶瓷体12的表面上，能够减少或避免出现堵孔的情况(由于第二多孔陶瓷体12的孔径大，在第二多孔陶瓷体12表面上设置金属薄膜层2时，即使有部分金属材料进入第二微孔121内也不会造成堵孔)，从而使得该多孔陶瓷基体1兼具良好的吸油性能和防堵孔性能，进而提高多孔陶瓷雾化芯100的雾化效率。
32.作为一种实施方式，第一微孔111的孔径为20-30微米，第二微孔121的孔径为30-40微米。
33.作为一种实施方式，第一多孔陶瓷体11的孔隙率为55％-65％，第二多孔陶瓷体12的孔隙率为40％-45％。
34.作为一种实施方式，第一多孔陶瓷体11的厚度和第二多孔陶瓷体12的厚度均为0.5-0.8mm。
35.作为一种实施方式，金属过渡层21的厚度为3-8微米，金属发热层22的厚度为3-10微米，金属电极层23的厚度为3-10微米。
36.作为一种实施方式，金属电极层23的电阻率小于金属发热层22的电阻率以及金属过渡层21的电阻率(即金属电极层23的导电性能优于金属发热层22和金属过渡层21的导电性能)。
37.具体地，由于金属薄膜层2中的金属电极层23用于与电极6(电极6的具体结构见下文详述)电连接，故金属电极层23需要具有较小的电阻率，以减小金属电极层23与电极6之间的接触电阻，提高导电性能；而金属发热层22和金属过渡层21承担主要的发热作用，故金属发热层22和金属过渡层21需要具有较大的电阻率，从而使其具有良好的发热功能。
38.作为一种实施方式，金属过渡层21的材质为钨或钼，金属发热层22的材质为铬、铂、镍、铬镍合金或铁铬铝合金，金属电极层23的材质为银或铜。其中，钨的热膨胀系数为4.5ppm/℃，钼的热膨胀系数为5.2ppm/℃，铬的热膨胀系数为6.2ppm/℃，铬镍合金的热膨胀系数为7.1ppm/℃，铂的热膨胀系数为9.0ppm/℃，铁铬铝合金的热膨胀系数为11.3ppm/℃，镍的热膨胀系数为13ppm/℃，铜的热膨胀系数为16.5ppm/℃，银的热膨胀系数为19.5ppm/℃；同时，上述多种金属材料中，银和铜的电阻率要小于其它金属的电阻率。当然，在其它实施例中，金属过渡层21、金属发热层22和金属电极层23还可以为其它金属材质。
39.如图7所示，作为一种实施方式，金属过渡层21包括层叠设置的第一金属过渡层211和第二金属过渡层212，第一金属过渡层211与多孔陶瓷基体1的表面相接触，第二金属过渡层212位于第一金属过渡层211和金属发热层22之间，第二金属过渡层212与金属发热层22相接触。第二金属过渡层212的热膨胀系数大于第一金属过渡层211的热膨胀系数，第二金属过渡层212的热膨胀系数小于金属发热层22的热膨胀系数。
40.具体地，通过将金属过渡层21设置为第一金属过渡层211和第二金属过渡层212两层结构，且第二金属过渡层212的热膨胀系数大于第一金属过渡层211的热膨胀系数，从而进一步增加各金属层的热膨胀系数的梯度，进而进一步减少或避免出现金属薄膜层2发生变形的情况。当然，在其它实施例中，金属过渡层21也可以为单层金属层结构，或者为更多层金属层的叠层结构。
41.作为一种实施方式，第一金属过渡层211的材质为钨，第二金属过渡层212的材质为钼。
42.如图1至图3所示，本实用新型实施例还提供一种电子烟雾化器，包括上述的多孔陶瓷雾化芯100。
43.如图1至图4所示，作为一种实施方式，电子烟雾化器还包括外壳3和储油体4，外壳3位于储油体4下方，外壳3的顶端与储油体4的底端相连；多孔陶瓷雾化芯100设置于外壳3内，多孔陶瓷雾化芯100位于储油体4下方。储油体4内设有储油腔41，储油腔41位于多孔陶瓷雾化芯100上方，储油体4的底部设有与储油腔41连通的出油孔42，出油孔42对应多孔陶瓷雾化芯100设置，且出油孔42位于多孔陶瓷雾化芯100上方。
44.具体地，储油腔41用于储存烟油，储油腔41内储存的烟油能够在重力作用下通过出油孔42向多孔陶瓷雾化芯100供油。在使用时，储油腔41内储存的烟油首先进入多孔陶瓷基体1的第一多孔陶瓷体11内，然后再进入第二多孔陶瓷体12内，烟油在与多孔陶瓷基体1表面上高温的金属薄膜层2接触后雾化产生烟雾，以供用户吸食。
45.如图1至图3所示，作为一种实施方式，电子烟雾化器还包括吸嘴5，吸嘴5位于储油体4上方并与储油体4的顶端相连。储油体4内设有烟道43，多孔陶瓷雾化芯100上产生的烟
雾能够经烟道43流入至吸嘴5内，以供用户吸食。
46.如图2至图4所示，作为一种实施方式，烟道43设置于储油体4内的中部位置，储油腔41为环绕烟道43外围一圈设置的环形腔体结构，从而增大储油腔41的体积，进而能够储存更多的烟油。储油体4的底部设有多个出油孔42，多个出油孔42环绕烟道43的外围一圈设置。通过设置多个出油孔42，能够使储油腔41内的烟油均匀地供应至多孔陶瓷雾化芯100的各个位置处，从而提高雾化均匀性和雾化效率。
47.如图2及图3所示，作为一种实施方式，电子烟雾化器还包括电极6，电极6的数量为两个，该两个电极6分别与多孔陶瓷雾化芯100上的金属薄膜层2的两端电连接(具体地，请结合图2及图7，电极6与金属薄膜层2中的金属电极层23电连接)，该两个电极6分别用于与电源(图未示)的正负极电连接。
48.如图1至图3所示，作为一种实施方式，外壳3的底部设有开口，电子烟雾化器还包括底盖31，底盖31与外壳3的底部开口连接，以对外壳3进行密封。底盖31上设有供外部空气进入外壳3内的进气孔311。
49.本实用新型实施例还提供一种多孔陶瓷雾化芯的制备方法，用于制作上述的多孔陶瓷雾化芯100，该多孔陶瓷雾化芯的制备方法包括以下步骤：
50.s10：配制第一多孔陶瓷浆料和第二多孔陶瓷浆料(两者成分比例不同)；其中，第一多孔陶瓷浆料和第二多孔陶瓷浆料的组成成分均包括主料、玻璃粉、造孔剂、石蜡、硬脂酸和溶剂；所述主料为硅藻土、氧化铝和二氧化硅中的至少一种，所述造孔剂为pmma，所述溶剂为松油醇、二乙二醇乙醚醋酸酯、n-甲基吡咯烷酮、正丁醇、二乙二醇二甲醚、乙酸乙二醇酯、柠檬酸三丁酯和丁基卡比醇醋酸酯中的至少一种；所述多孔陶瓷浆料的各组成成分的重量份数分别为：主料为40-50份，玻璃粉为15-18份，造孔剂为40-60份，石蜡为40-50份，硬脂酸为5-10份，溶剂为15-25份。
51.s20：使用第一多孔陶瓷浆料进行流延，控制孔隙率为55％-65％，孔径为20-30微米，直至厚度为0.5-0.8mm。
52.s30：使用第二多孔陶瓷浆料继续进行流延，控制孔隙率为40％-45％，孔径为30-40微米，直至厚度为0.5-0.8mm，从而得到多孔陶瓷生坯。
53.s40：对多孔陶瓷生坯进行排蜡和烧结，得到多孔陶瓷基体1。
54.s50：在多孔陶瓷基体1上喷镀第一金属材料，形成金属过渡层21，控制其厚度为3-8微米(当金属过渡层21为两层叠层结构时，分别在多孔陶瓷基体1上喷镀两层不同材质的金属材料)；其中，第一金属材料为钨或钼。
55.s60：在多孔陶瓷基体1上喷镀第二金属材料，形成金属发热层22，控制其厚度为3-10微米；其中，第二金属材料为铬、铂、镍、铬镍合金或铁铬铝合金。
56.s70：在多孔陶瓷基体1上喷镀第三金属材料，形成金属电极层23，控制其厚度为3-10微米，从而得到多孔陶瓷雾化芯100；其中，第三金属材料为银或铜。
57.本实施例提供的多孔陶瓷雾化芯100，通过将金属薄膜层2设置为金属过渡层21-金属发热层22-金属电极层23叠层结构，且金属过渡层21、金属发热层22和金属电极层23三者的热膨胀系数逐渐递增，使得金属薄膜层2能够更好地匹配多孔陶瓷基体1的热膨胀系数(金属过渡层21的热膨胀系数较低，使得金属薄膜层2与多孔陶瓷基体1两者相接触位置的热膨胀系数更相近)，从而减少或避免出现金属薄膜层2因与多孔陶瓷基体1热膨胀系数不
匹配而发生变形的情况，避免金属薄膜层2与多孔陶瓷基体1表面不贴合，从而提高雾化效率。而且，金属过渡层21能够增加金属薄膜层2与多孔陶瓷基体1表面之间的结合力，从而进一步提高金属薄膜层2与多孔陶瓷基体1表面之间的贴合度，并避免金属薄膜层2发生脱落。
58.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，包括多孔陶瓷基体(1)及设置于所述多孔陶瓷基体(1)表面上的金属薄膜层(2)，所述金属薄膜层(2)包括依次层叠设置的金属过渡层(21)、金属发热层(22)和金属电极层(23)，所述金属过渡层(21)与所述多孔陶瓷基体(1)的表面相接触；所述金属发热层(22)的热膨胀系数大于所述金属过渡层(21)的热膨胀系数，所述金属电极层(23)的热膨胀系数大于所述金属发热层(22)的热膨胀系数。2.如权利要求1所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述多孔陶瓷基体(1)包括相互连接的第一多孔陶瓷体(11)和第二多孔陶瓷体(12)，所述第二多孔陶瓷体(12)位于所述第一多孔陶瓷体(11)下方；所述第一多孔陶瓷体(11)内具有多个第一微孔(111)，所述第二多孔陶瓷体(12)内具有多个第二微孔(121)，所述第二微孔(121)的孔径大于所述第一微孔(111)的孔径，所述第一多孔陶瓷体(11)的孔隙率大于所述第二多孔陶瓷体(12)的孔隙率，所述金属薄膜层(2)设置于所述第二多孔陶瓷体(12)的表面上。3.如权利要求2所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述第一微孔(111)的孔径为20-30微米，所述第二微孔(121)的孔径为30-40微米。4.如权利要求2所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述第一多孔陶瓷体(11)的孔隙率为55％-65％，所述第二多孔陶瓷体(12)的孔隙率为40％-45％。5.如权利要求2所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述第一多孔陶瓷体(11)的厚度和所述第二多孔陶瓷体(12)的厚度均为0.5-0.8mm。6.如权利要求1所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述金属电极层(23)的电阻率小于所述金属发热层(22)的电阻率以及所述金属过渡层(21)的电阻率。7.如权利要求1所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述金属过渡层(21)的厚度为3-8微米，所述金属发热层(22)的厚度为3-10微米，所述金属电极层(23)的厚度为3-10微米。8.如权利要求1所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述金属过渡层(21)的材质为钨或钼，所述金属发热层(22)的材质为铬、铂、镍、铬镍合金或铁铬铝合金，所述金属电极层(23)的材质为银或铜。9.如权利要求1所述的多孔陶瓷雾化芯，其特征在于，所述金属过渡层(21)包括层叠设置的第一金属过渡层(211)和第二金属过渡层(212)，所述第一金属过渡层(211)与所述多孔陶瓷基体(1)的表面相接触，所述第二金属过渡层(212)与所述金属发热层(22)相接触；所述第二金属过渡层(212)的热膨胀系数大于所述第一金属过渡层(211)的热膨胀系数，所述第二金属过渡层(212)的热膨胀系数小于所述金属发热层(22)的热膨胀系数。10.一种电子烟雾化器，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的多孔陶瓷雾化芯。

技术总结
本实用新型提供一种多孔陶瓷雾化芯，包括多孔陶瓷基体及设置于所述多孔陶瓷基体表面上的金属薄膜层，所述金属薄膜层包括依次层叠设置的金属过渡层、金属发热层和金属电极层，所述金属过渡层与所述多孔陶瓷基体的表面相接触；所述金属发热层的热膨胀系数大于所述金属过渡层的热膨胀系数，所述金属电极层的热膨胀系数大于所述金属发热层的热膨胀系数。本实用新型提供的多孔陶瓷雾化芯，其能够减少或避免出现金属薄膜层变形的情况，从而提高雾化效率。本实用新型还提供一种电子烟雾化器。本实用新型还提供一种电子烟雾化器。本实用新型还提供一种电子烟雾化器。


技术研发人员：陈家太 周胜文 林云燕 李雪 刘光烜
受保护的技术使用者：深圳市赛尔美电子科技有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/8/19