生活中經常會使用到各種點火裝置,例如家用燃氣熱水器、汽車等。這些點火裝置的共同特點是利用電子元器件進行工作。氮化硅陶瓷火器,也稱為氮化硅加熱器,是一種最先進的新型點火器,利用發熱元件的熱傳導進行點火。
圖 氮化鋁點火器,來源:FKK
氮化硅點火器的結構
氮化硅點火器是將加熱電阻材料封裝在陶瓷材料之中,電阻器將電能轉換為熱能高溫,作為燃氣設備的點火裝置使用。

圖 氮化硅點火器結構,來源:FKK
氮化硅點火器的點火頭使用的是耐高溫的氮化硅陶瓷材料,氮化硅點火頭內裝有加熱元件,點火頭插置在絕緣陶瓷(高純氧化鋁陶瓷)的上端,用高溫膠將它們粘接在一起。穿過絕緣陶瓷的導線與外部的控制電路連接。使用時,接通電路,加熱元件在2-10秒內把氮化硅陶瓷材料表面溫度升高到1000℃,表面溫度最高可達 1400°C,利用高溫的熱表面將可燃氣體點燃。當氣體點燃后斷開電路,停止對發熱元件供電。安裝法蘭一般采用不銹鋼材料或其他碳鋼材料制成。

氮化硅點火器的特征
①高功率
高瓦數,高密度,高熱效率,體積小,產量高,節能,重量輕。
②點火穩定
與傳統火花點火相比,氮化硅點火器具有更寬的熱表面,能實現非常穩定的點火性能。
③升溫速度快
可直接加熱水,燈油,金屬
氮化硅點火器的加熱元件
氮化硅點火器的加熱元件部分是將加熱電阻材料封裝在陶瓷材料之中,制作氮化硅陶瓷加熱元件工藝方法有:

圖 氮化硅點火器加熱元件結構,來源:FKK
①內埋發熱絲(鎢絲)
把鎢絲彎成彈簧狀,按不同需要的電阻,將不同長度的彈簧放置在氮化硅材料中,壓實、燒結,再焊接引出線。
②絲網印刷發熱體(鎢漿)
準備流延好的氮化硅平板陶瓷坯體和鎢漿,將鎢漿用絲網印刷的方式印刷到氮化硅基片坯體上形成發熱的導體,然后再復上一層陶瓷坯體,燒結而成。這種構造能夠完全密閉,可以設計非常精巧的發熱線路。發熱線路的設計非常靈活,可任意調整形狀/功率,還可設計多個線路以實現切換、溫度傳感的功能。
氮化硅點火器的應用領域
氮化硅點火器應用廣泛:氣體點火、氣體傳感器、氣體重整、倒裝芯片鍵合、模具加熱等。例如:用于柴油發動機啟動(點火)時的輔助預熱;燃氣暖氣、燃氣熱水器等燃氣設備中使用氮化硅加熱器做點火裝置;在綠色能源SOFC燃料電池中發揮預熱、點火的重要用途;3D玻璃的模具加熱、鏡頭成型的模具加熱等;倒裝鍵合機加熱組件等。

圖 氮化硅加熱器的應用,來源:京瓷
原文始發于微信公眾號(艾邦陶瓷展):僅數秒即可升至1000+℃,氮化硅陶瓷點火器了不得
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