一种多孔碳芯及制备方法、雾化芯、电子雾化器技术

本申请提供一种多孔碳芯及制备方法、雾化芯、电子雾化器，属于雾化装置材料技术领域。方法包括：得到多孔碳料坯，多孔碳料坯包括一体成型的多孔碳基体和待处理部分；采用激光加工的方式对待处理部分进行处理，以使待处理部分石墨化形成高导电加热区，得到多孔碳芯；其中，高导电加热区的电导率大于多孔碳基体；采用激光加工的方法在多孔碳料坯的待处理部分进行处理，使待处理部分吸收激光能量，产生局部瞬间高温，发生局部石墨化，从而在多孔碳料坯中形成高导电加热区，该区域可作为雾化部位，可以使电加热基本发生在该高电导率的雾化部位，低电导率的多孔碳基体即为非雾化部位，其主要发挥吸液导液的功能，降低了多孔碳雾化芯的能耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔碳芯及制备方法、雾化芯、电子雾化器


[0001]本申请涉及雾化装置材料
，具体而言，涉及一种多孔碳芯及制备方法、雾化芯、电子雾化器。

技术介绍

[0002]目前常见的雾化芯为陶瓷芯和棉芯，一般由金属发热体和吸油陶瓷、吸油棉组成，由于金属发热体和吸油部位存在明显的界面，加热雾化过程易产生“炸液”、“崩液”等现象，且界面处存在温场分布不均的情况，易出现局部过热甚至“堵孔”的问题。
[0003]雾化芯作为电子雾化器的关键核心部件，已经得到广泛应用，多孔碳雾化芯作为新型的雾化芯，是加热部位和吸液部位一体化的碳材料，不存在界面，温场分布均匀，可以很好地解决陶瓷芯和棉芯存在的问题，具有更出色的雾化性能，而且简化了生产工艺，降低了成本。
[0004]然而，多孔碳雾化芯的加热区域较大，使得加热雾化消耗的功率偏大，存在热量在非雾化区产生、热量从雾化区向非雾化区扩散的现象，造成一定的能量浪费，因此造成多孔碳电子雾化器的能耗偏高。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种多孔碳芯及制备方法、雾化芯、电子雾化器，以改善多孔碳电子雾化器的能耗偏高的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种多孔碳加热区的调控方法，所述方法包括：
[0007]得到多孔碳料坯，所述多孔碳料坯包括一体成型的多孔碳基体和待处理部分；
[0008]采用激光加工的方式对所述待处理部分进行处理，以使所述待处理部分石墨化形成高导电加热区，得到多孔碳芯；
[0009]其中，所述高导电加热区的电导率大于所述多孔碳基体。
[0010]在上述实施过程中，采用激光加工的方法在多孔碳料坯的待处理部分进行处理，使待处理部分吸收激光能量，产生局部瞬间高温，发生石墨化，从而在多孔碳料坯中形成高导电加热区。由于激光具有单色性和方向性高，能量集中等特点，可用于精密加工多孔碳材料，同时由于多孔碳材料对红外激光的吸收率可达到90％以上，吸收的激光能量主要转化为内能。因此采用激光加工可以实现在多孔碳料坯被处理区达到瞬间高温，而在非处理区保持温度基本不变的效果；从而使多孔碳料坯的被处理区发生瞬间石墨化，形成高电导率区域，非加工区维持低电导率特性。同时激光加工仅改变了多孔碳料坯中电阻的分布，仍然保持吸液部位和加热雾化部位的一体化，保持加热雾化部位的多孔结构。因此可以保证吸液导液通道的畅通，保证加热温场的均匀分布。另外，当多孔碳吸收激光产生的高温使多孔碳发生少量液化和气化，造成被处理区域朝向多孔碳料坯的内部方向形成凹槽，同时该凹槽并未贯通整个多孔碳芯，控制凹槽不贯通整个多孔碳芯的设置能够减少加热雾化区直接与储液仓中的雾化物直接接触，减少热量的损失，同时也降低雾化物受热变质的可能。
[0011]作为一种可选的实施方式，所述多孔碳基体的电导率和所述高导电加热区的电导率的差值不小于400S/m。
[0012]在上述实施过程中，通过控制高导电加热区的电导率和多孔碳基体的电导率保持一定的差值，在多孔碳芯被施用作为雾化芯在正常工作时，通电功率主要用于高导电加热区部分形成雾化区，其余多孔碳基体作为非加热区基本不占有通电功率，从而提高加热雾化的能量利用率，降低雾化芯的能耗。
[0013]作为一种可选的实施方式，所述多孔碳基体的电导率小于100S/m，所述高导电加热区的电导率大于500S/m。
[0014]控制多孔碳板的电导率小于特定值，加热区的电导率高于特定值，能够起到更好的能效分配，更进一步的降低雾化芯的能耗。
[0015]作为一种可选的实施方式，所述多孔碳料坯的热导率小于2W/(m
·
K)。
[0016]控制多孔碳基体的热导率小于特定值，能够减少加热雾化过程热量向非加热区和液体处扩散，同时也起到提高加热雾化的能量利用率的作用。
[0017]作为一种可选的实施方式，所述多孔碳对激光的吸收率大于80％。
[0018]控制多孔碳料坯对激光的吸收量大于80％可使多孔碳吸收足够的激光能量，从而产生局部瞬间高温，达到调控多孔碳加热区电阻的目的。在实际生产中也可提高生产效率和能量效率，减少浪费，节省成本。
[0019]作为一种可选的实施方式，所述激光加工的激光功率为10
‑
100W，所述激光加工的加工速度为1
‑
1000mm/s。
[0020]采用合适的激光功率和加工速度，可以使得多孔碳吸收足够的激光能量，从而产生局部瞬间高温，达到调控多孔碳加热区电阻的目的，避免吸收能量过高而导致破坏多孔碳的结构且降低其力学强度的发生。
[0021]作为一种可选的实施方式，所述得到多孔碳料坯包括：把树脂和造孔剂进行混合，后进行固化、造孔和碳化，得到多孔碳料坯。
[0022]作为一种可选的实施方式，所述多孔碳料坯的孔隙率为40
‑
80％，所述树脂的残碳率大于40％，所述树脂和造孔剂的质量比为35：65
‑
85：15。
[0023]控制多孔碳基体的孔隙率为40％～80％使得多孔碳基体具有较好的吸液导液性能，同时具有较高的力学强度。采用残碳率不小于40％的树脂能够使得到的多孔碳材料更好的保持基体树脂的骨架结构，提高多孔碳材料的力学强度，同时减少产生大孔的概率。控制树脂和造孔剂的质量比为35：65～85：15，可以使多孔碳料坯获得较高的通孔率，进而使得多孔碳料坯具有较好的吸液导液性能，同时具有较高的力学强度。
[0024]作为一种可选的实施方式，所述树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂和聚芳基乙炔树脂中的至少一种；所述造孔剂包括氯化钠、淀粉、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮和石蜡中的至少一种。
[0025]作为一种可选的实施方式，所述固化温度为80
‑
150℃，所述碳化温度为550
‑
750℃。
[0026]选择合适的固化温度，可以使残碳率不小于40％的树脂以合适的速度发生固化反应，减少产生气泡的可能，减少发生分解反应的可能，使得树脂基体骨架具有一定的力学强度。选择合适的碳化温度，可以使多孔碳料坯较充分碳化的同时，电导率和热导率达到指定
要求的范围，减少热量在非雾化区产生、热量从雾化区向非雾化区扩散的现象，提高能量利用率。
[0027]第二方面，本申请实施例提供了一种多孔碳芯，所述多孔碳芯包括一体成型的多孔碳基体和高导电加热区；所述高导电加热区的电导率大于所述多孔碳基体。
[0028]在上述实施过程中，含有一体成型的多孔碳基体和高导电加热区的多孔碳芯，对电阻进行了分配，实现了对部分区域的加热，在其被施用作为雾化芯时，该区域可作为雾化部位，可以使电加热基本发生在该高电导率的雾化部位，低电导率的多孔碳基体即为非雾化部位，其主要发挥吸液导液的功能，大大提高了能量的利用率，提高了雾化性能，降低了多孔碳雾化芯的能耗。
[0029]作为一种可选的实施方式，所述多孔碳基体设有凹槽，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔碳芯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：得到多孔碳料坯，所述多孔碳料坯包括一体成型的多孔碳基体和待处理部分；采用激光加工的方式对所述待处理部分进行处理，以使所述待处理部分石墨化形成高导电加热区，得到多孔碳芯；其中，所述高导电加热区的电导率大于所述多孔碳基体。2.根据权利要求1所述的多孔碳芯的制备方法，其特征在于，所述多孔碳基体的电导率和所述高导电加热区的电导率的差值不小于400S/m。3.根据权利要求2所述的多孔碳芯的制备方法，其特征在于，所述多孔碳基体的电导率小于100S/m，所述高导电加热区的电导率大于500S/m。4.根据权利要求1所述的多孔碳芯的制备方法，其特征在于，所述多孔碳料坯的热导率小于2W/(m
·
K)。5.根据权利要求1所述的多孔碳芯的制备方法，其特征在于，所述多孔碳对激光的吸收率大于80％。6.根据权利要求1所述的多孔碳芯的制备方法，其特征在于，所述激光加工的激光功率为10
‑
100W，所述激光加工的加工速度为1
‑
1000mm/s。7.根据权利要求1所述的多孔碳芯的制备方法，其特征在于，所述得到多孔碳料坯包括：把树脂和造孔剂进行混合，后进行固化、造孔和碳化，得到多孔碳料坯。8.根据权利要求7所述的多孔碳芯的制备方法，其特征在于，所述多孔碳料坯的孔隙率为40
‑
80％，所述树脂的残碳率大于40％，所述树脂和造孔剂的质量比为35：65
‑
85：15。9.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：于杰，林梓家，蒋涛，陈敬煜，黄细妹，苑甫，李振伟，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：