技术原理与结构解析
厚膜加热器
厚膜加热器是一种基于厚膜印刷工艺制造的加热元件。其核心工艺是将特制的电阻浆料(通常包含银、钯、钌等金属氧化物)通过丝网印刷技术,印制在预先制备的绝缘基板(如氧化铝、不锈钢等)表面,再经过高温烧结,形成一层牢固的电阻发热膜。随后,通过印刷或焊接方式添加电极和必要的保护层。
核心发热体:印刷并烧结而成的电阻厚膜。
基板材料:常用高导热绝缘陶瓷(如96%氧化铝)或金属基板。
发热层薄(通常几十微米至数百微米),可实现精密的电路图案设计,加热面温度分布均匀性较好,热惯性小,响应速度快。
▲图释:厚膜加热器
陶瓷加热器
陶瓷加热器通常指以整体陶瓷作为绝缘和支撑结构,并将电阻发热体(如合金电阻丝、箔)嵌入、环绕或穿入其中的加热元件。根据陶瓷体形态,常见的有陶瓷加热棒、陶瓷加热圈、板式陶瓷加热器等。贺得实业所擅长的,正是利用氮化硅、氧化铝等高性能工程陶瓷制造的此类加热器。
核心发热体:通常是镍铬、铁铬铝等合金电阻丝或电阻带。
主体结构:采用高热导率、高绝缘性、耐高温的陶瓷材料作为整体或主要部件。
结构坚固,机械强度高,耐高温、耐腐蚀、耐磨损性能极为出色,功率密度和长期工作温度上限通常更高,使用寿命长。
▲图释:贺得实业陶瓷加热器
关键性能参数对比
加热效率与升温速度
厚膜加热器的热转化效率普遍较高,可达95%以上,部分优质产品能达到96%以上,远超传统加热技术。其升温速度尤为突出,每秒可升温80-300℃,通电瞬间即可产生热量,无需预热时间。
陶瓷加热器的热效率因类型而异,MCH陶瓷加热器热效率表现较好,而PTC陶瓷加热器在长期使用后可能出现功率衰减,影响加热效率。其升温速度虽快于传统电阻加热器,但整体不及厚膜加热器,通常需要数秒到数十秒才能达到设定温度,更适合对升温速度要求不极端的场景。
温度控制与稳定性
厚膜加热器的电阻层分布均匀,温度系数稳定,配合温度传感器与控制系统,可实现±1℃的精确控温。
陶瓷加热器中,PTC类型具备天然的自限温功能,无需额外控制电路即可避免过热,安全性突出,但控温精度相对有限。
安全性能与环境适应性
厚膜加热器采用多重绝缘设计,耐电压可达1500V以上,能有效防止漏电、短路等隐患,且防水防潮性能优异,可用于水、油等直接加热场景。其工作温度范围宽,可承受-40℃至300℃的极端环境,在振动、冲击等复杂工况下仍能保持稳定性能,适配新能源汽车等移动设备的使用需求。
陶瓷加热器的绝缘性同样出色,密闭式结构使其耐酸耐腐蚀性强,可用于真空、化学介质等特殊环境。
但陶瓷材质本身脆性较大,抗振动和冲击能力较弱,在安装和使用过程中需避免剧烈碰撞,且部分PTC陶瓷加热器含铅成分,在环保性上存在一定短板。
体积与安装灵活性
厚膜加热器功率密度高,可达40-100W/cm²,相同功率下,体积比传统加热器减少30%左右,更适合空间有限的设备集成。
陶瓷加热器具备小型化优势,尤其是片状产品厚度可控制在较薄范围,能满足紧凑空间的安装需求。但受陶瓷材质加工工艺限制,其外形自由度相对有限,在复杂曲面或特殊结构设备中的适配性不及厚膜加热器。
▲图释:贺得实业陶瓷加热器
典型应用场景分野
基于以上性能特点,两种加热器自然适用于不同的领域:
厚膜加热器的优势应用场景:
对升温速度和温度均匀性要求极高的场合:如实验室精密仪器加热台、医疗诊断设备、半导体温控平台。
需要扁平、轻薄集成设计的场合:如即热式饮水机、咖啡机加热模块、部分家电的局部加热。
中低温精密控温场合:工作温度通常在数百度以下,环境相对温和。
陶瓷加热器的优势应用场景:
高温、超高温工业环境:如焊接机、挤出机、熔炉、烧结炉的加热元件,工作温度可达数百度至一千多度。
高机械负荷、强磨损环境:如工业设备中需要直接接触物料或承受振动的加热部位。
强腐蚀性气氛或液体环境:化工、电镀、废气处理等领域的加热。
要求极高可靠性、长寿命的场合:航空航天、新能源(如氢能)设备、关键工业流程中的加热,无法承受频繁更换故障。贺得的氮化硅陶瓷加热器在此类高端应用中表现突出。
高功率密度需求:如热风加热器、快速升温的工业设备。
▲图释:贺得实业陶瓷加热器应用场景
厚膜加热器与陶瓷加热器是现代加热技术中的两大重要分支,并无绝对的优劣之分,关键在于与具体应用需求的精准匹配。前者在快速响应、均匀加热及轻薄设计上见长,后者则在耐高温、耐腐蚀、机械强度和超长寿命方面构筑了坚固的壁垒。
