一种发热体及其制备方法、气溶胶产生装置与流程

本技术涉及烟具，尤其涉及一种发热体及其制备方法、气溶胶产生装置。

背景技术：

1、随着电子烟气溶胶产生装置迅猛发展，其发热体成为核心部件，决定气溶胶产生装置的整体设计和性能质量水平。现有的气溶胶产生装置靠加热不同形式的气溶胶产生基质(例如烟油)来产生气雾，并将气雾传递给用户吸食。目前常用的发热体有两类，一种是多孔陶瓷发热体，另一种是棉芯发热体和发热丝；

2、一方面，现有的平面棉芯发热体，其通过发热丝加热导油体所吸收的烟油雾化达到出烟的效果，其口感和烟雾量均较佳，然而，由于发热体的一面是导油体，另一面是雾化腔，导油体有源源不断的雾化液供给，导致发热体靠近导油体一面的热量消耗大；而雾化腔内具有气溶胶和空气，其热量消耗相对较小，上述发热体的两面的热量消耗差异较大，导致发热体发热不均匀，从而降低发热体的发热效率，且靠近雾化腔的一面容易烧糊。

3、另一方面，金属是良好的导体，电子烟气溶胶产生装置一般采用金属作为发热体，常用的加热材料为合金材质例如铁铬铝合金和镍铬合金等，然而，现有的合金材质的加热材料存在如下缺陷，限制其应用在气溶胶产生装置的加热材料中：

4、(1)铁铬铝合金具有较高的电阻率，但是，其表面容易发生氧化，尤其是与烟油长时间接触后容易析出铁离子使得雾化液变色；而且，铁铬铝合金具有较小的电阻温度系数，无法实现加热材料的温控功能，不能起到防干烧的作用。

5、(2)镍铬铁合金具有高电阻率，且不算太小的电阻温度系数，可以兼具较好的加热性能且能实现温控功能，但是其与雾化液长时间接触后会析出镍离子，不符合安全性要求。

6、(3)316不锈钢具有安全性高的特点，但是其电阻率比较低(约为铁铬铝合金的一半)，导致其用作发热体时，若需满足良好的发热效率，则需要设计较大的尺寸，其无法满足电子烟气溶胶产生装置微量化的要求，给尺寸设计带来不便。

7、因此，面对现有的发热材料无法解决发热体的加热效率、温控防干烧、安全性、防止雾化液变色以及设计尺寸不便等一个或多个问题，研究出新的发热体是电子烟领域亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种发热体及其制备方法、气溶胶产生装置，本技术的发热体具有发热效率高、温控防干烧、尺寸适宜以及安全性高的优点，能够提高发热体的综合性能。

2、第一方面，本技术提供了一种发热体，所述发热体设置在气溶胶产生装置内，用于加热气溶胶形成基质，并挥发所述气溶胶形成基质中的至少一种成分形成供用户吸食的气溶胶，其特征在于，所述发热体包括：

3、复合发热体本体，所述复合发热体本体包括层叠设置的第一发热层和第二发热层，所述第一发热层的电阻率小于所述第二发热层的电阻率，所述第一发热层和第二发热层的材质均为金属。在一些实施方式中，所述第一发热层的材质包括第一不锈钢和ta型钛合金中的至少一种。

4、在一些实施方式中，所述第一不锈钢包括不锈钢304、不锈钢316l和不锈钢317l中的至少一种。

5、在一些实施方式中，所述ta型钛合金包括钛合金ta1、钛合金ta2和钛合金ta3中的至少一种。

6、在一些实施方式中，所述第一发热层与所述复合发热体本体的厚度之比为(0.1～0.9)：1。

7、在一些实施方式中，所述第二发热层的材质包括第二不锈钢、铁铬铝合金、镍铬铁合金和tc型钛合金中的至少一种。

8、在一些实施方式中，所述第二不锈钢包括不锈钢904、不锈钢254smo、和不锈钢n08926中的至少一种。

9、在一些实施方式中，所述铁铬铝合金包括0cr25al5和0cr27al7mo2中的至少一种；

10、在一些实施方式中，所述镍铬铁合金包括cr20ni80、cr15ni60和cr20ni35中的至少一种。

11、在一些实施方式中，所述tc型钛合金包括钛合金tc4、钛合金tc7和钛合金tc10中的至少一种。

12、在一些实施方式中，所述第二发热层的材质包括铁铬铝合金和镍铬铁合金中的至少一种，所述复合发热体本体还包括层叠设置在所述第二发热层表面的第三发热层，所述第三发热层的电阻率小于或大于所述第二发热层的电阻率。

13、在一些实施方式中，所述第一发热层和所述第三发热层的总厚度与所述复合发热体本体的厚度之比为(0.1～0.9)：1。

14、在一些实施方式中，所述第三发热层的材质包括第一不锈钢和ta型钛合金中的至少一种。

15、在一些实施方式中，所述第一不锈钢包括不锈钢304、不锈钢316l和不锈钢317l中的至少一种。

16、在一些实施方式中，所述ta型钛合金包括钛合金ta1、钛合金ta2和钛合金ta3中的至少一种。

17、在一些实施方式中，所述发热体的表面金属杂质元素的单项质量占比小于30％，所述金属杂质元素包括镍、铬和铅中的任意一种。

18、在一些实施方式中，所述第二发热层的材质包括第二不锈钢和tc型钛合金中的至少一种，所述复合发热体本体还包括层叠设置在所述第一发热层表面的第三发热层，所述第三发热层的电阻率小于或大于所述第一发热层的电阻率。

19、所述第二发热层和所述第三发热层的总厚度与所述复合发热体本体的厚度之比为(0.1～0.9)：1。

20、在一些实施方式中，所述第三发热层的材质包括第一不锈钢和ta型钛合金中的至少一种。

21、在一些实施方式中，所述第三发热层的材质包括第一不锈钢和ta型钛合金中的至少一种，所述第一不锈钢包括不锈钢304、不锈钢316l和不锈钢317l中的至少一种。

22、在一些实施方式中，所述第三发热层的材质包括第一不锈钢和ta型钛合金中的至少一种，所述ta型钛合金包括钛合金ta1、钛合金ta2和钛合金ta3中的至少一种。

23、在一些实施方式中，所述复合发热体本体的厚度为0.06mm～0.2mm。

24、在一些实施方式中，所述发热体的电阻率为0.79μω·m～1.49μω·m。

25、在一些实施方式中，所述发热体的电阻温度系数为77ppm/℃～100ppm/℃。

26、在一些实施方式中，所述第一发热层与所述第二发热层的热膨胀系数差小于4×10-6。

27、在一些实施方式中，所述第一发热层与所述第二发热层中的至少一种的断裂伸长率大于10％。

28、在一些实施方式中，所述发热体具有设定图案。

29、在一些实施方式中，所述第一发热层在所述第二发热层上的投影面积小于等于所述第二发热层上与所述第一发热层接触的表面的面积；或所述第二发热层在所述第一发热层上的投影面积小于等于所述第一发热层上与所述第二发热层接触的表面的面积。

30、第二方面，本技术提供一种发热体的制备方法，包括如下步骤：

31、将第一发热层和第二发热层叠放后进行轧制复合，其中，所述第一发热层的电阻率小于所述第二发热层的电阻率，所述第一发热层和第二发热层的材质均为金属；

32、将所述已经复合的第一发热层和第二发热层进行图案化处理，得到复合发热体本体，即得发热体。

33、在一些实施方式中，所述将第一发热层和第二发热层进行轧制复合之前还包括将第三发热层叠放在所述第二发热层的表面，所述第三发热层的电阻率小于或大于所述第二发热层的电阻率；或

34、将第一发热层和第二发热层进行轧制复合之前还包括将第三发热层叠放在所述第一发热层的表面，所述第三发热层的电阻率小于或大于所述第一发热层的电阻率。

35、第三方面，本技术提供一种气溶胶产生装置，包括：

36、壳体，具有容纳腔，所述容纳腔用于收容气溶胶产生基质；

37、发热体，所述发热体设置在所述容纳腔内，用于对所述气溶胶产生基质进行加热，其中，所述发热体为第一方面所述的发热体。

38、本技术提供的技术方案至少具有以下有益效果：

39、本技术的复合发热体本体为一个整体结构，复合发热体本体包括层叠设置的第一发热层和第二发热层，本技术通过采用两种不同的电阻率的发热层层叠设置，形成有梯度的热量分布，能够强化发热体的发热性能，使得发热体在使用中具有适宜的电阻率和电阻温度系数，使得发热体不仅能够充分快速地使雾化液形成气溶胶，提高热量的利用效率，提高口感爆发，有效提升气溶胶的口感，增强用户体验；本技术的发热体还能够实现温控防干烧功能，且尺寸适应，使得发热体具有轻质化、小体积的特点。相对于单一材质发热体而言，本技术的发热体在发热体的厚度方向，根据发热体中第一发热层和第二发热层介质的不同，进行有梯度的热量分布，能够改善发热体的综合性能。

40、本技术提供一种316l不锈钢和904l不锈钢复合的发热体，其发热体在厚度方向有热量梯度分布，具有较高的电阻温度系数和适宜的电阻率，能够保证发热体加热效率的同时实现精准控温，防止干烧作用。

41、本技术提供一种ta1钛合金和tc4钛合金复合的发热体，其发热体在厚度方向有热量梯度分布，具有能够获得较高的电阻率和较高的电阻温度系数，能够实现提高发热效率的同时具有温控功能，其综合性能优异。

42、本技术还提供一种316l不锈钢、0cr25al5合金和316l不锈钢复合的发热体，该发热体能够使得发热体获得优异的电阻率和合理的热量梯度分布，且发热体的表面能够耐腐蚀和耐氧化，发热体在使用过程中可以在0～400℃之间反复循环加热，不会出现分层和开裂的问题；且无大量镍离子析出，提高发热体的使用安全性。