一种分段式电磁加热组件的制作方法

1.本发明属于新型卷烟技术领域，具体涉及一种分段式电磁加热组件。


背景技术：

2.目前，加热不燃烧烟草器具中的主要加热方式为电阻加热，如电阻丝、热敏电阻及mch陶瓷等。这种加热方式由于结构中存在着厚度较大的陶瓷保护层，其热效率较低，且容易出现局部过热。
3.电磁感应加热是通过交变磁场在材料表面产生涡流，通过焦耳效应及磁滞损耗效应加热物品，这种加热方式具有加热效率高、应用范围广等优点，可加热材料包括金属、非金属导体或各类磁性材料等。但目前应用于低温烟草器具的电磁加热组件热利用率低，且发热体组件由整段磁性材料制备而成，存在着局部过热、外部温度过高等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种分段式电磁加热组件，以解决一体式电磁加热组件在电磁加热时，热利用率低，发热体组件由整段磁性材料制备而成，存在着局部过热且外部温度过高等问题。
5.为了达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：一种分段式电磁加热组件，包括用以实施加热的基体；所述基体包括用以产生电磁加热的磁性材料段和不产生电磁加热并传导所述磁性材料段所产生热量的磁屏蔽材料段；所述磁性材料段占所述基体长度的30～95%；进一步的，所述磁性材料段为一段高磁导率材料或多段不同磁导率材料。
6.进一步的，所述磁导率材料为fe基、cr基、co基或ni基合金中的一种或多元合金。
7.进一步的，所述磁屏蔽材料为铜、铝、银、铁或铁素体中的一种或多种。
8.进一步的，所述基体的整体形状为圆锥形、片状、针状、圆柱形、棱柱形、多边形中的一种。
9.进一步的，所述基体长度为15~30mm，直径为1.0~4.0mm。
10.进一步的，所述加热组件还包括附着在所述基体表面的抗氧化涂层。
11.进一步的，所述抗氧化涂层为氧化铝、氧化锆和氧化硅中的一种或多种，厚度为1~100μm。
12.进一步的，所述磁性材料段和磁屏蔽材料段通过焊接，螺纹或卡插式连接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的分段式电磁加热组件包括磁性材料段和磁屏蔽材料段，当加热烟草时，磁性材料段迅速发热并加热对应位置的烟草，与此同时，过余热量向磁屏蔽材料段传导，进而加热该磁屏蔽材料段对应位置的烟草，从而实现对烟草的分段式加热。该种分段式加热组件能够实现磁性与磁屏蔽两段不同的加热效率，优化加热效果，且发烟速度快、发烟持久；不但提高了热利用效率，而且避免了整体加热出现的局部过热和外部温度过高的问题。
附图说明
14.图1为实施例1中所述分段式电磁加热组件的剖面示意图；图2为实施例2中所述分段式电磁加热组件的剖面示意图；图3为实施例3中所述分段式电磁加热组件的剖面示意图；其中，图1中：1、基体；11、fe50ni50合金段；12、纯铜段；2、氧化铝涂层；3、电磁线圈；图2中：1、基体；11、fe50ni50合金段；102、fe64ni36合金段；13、纯铜段；201、氧化硅涂层；3、电磁线圈；图3中：1、基体；101、feco合金段；103、铝段；202、氧化锆涂层；3、电磁线圈。
具体实施方式
15.下面结合较佳实施例对本发明作进一步的详细说明，应当理解，较佳实施例是为了更好的理解本发明，不作为本发明的限定。
16.本技术中，应理解，所述高磁导率材料为磁导率在1000以上的铁磁性材料；磁导率在200
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1000的称为常规磁导率材料，磁导率在200以下的称为低磁导率材料。磁性材料段可以是一整段高磁导率材料，也可以是由高磁导率材料、常规磁导率材料和低磁导率材料任意组合形成的两端或多段。
17.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。
18.下面结合附图所示的实施例对本技术作进一步说明。
19.实施例1如图1所示，本实施例所提供的分段式电磁加热组件，包括基体1和附着在基体1表面的氧化铝涂层2，氧化铝涂层2的厚度为100μm；基体1由fe50ni50合金段11和纯铜段12两段组合而成，形状为圆柱针状，总长度为15mm，直径为1mm，其中fe50ni50合金段11的长度占基体1总长度的80%，fe50ni50合金段11和纯铜段12通过焊接工艺连接。基体1周围环绕有电磁线圈3，fe50ni50合金段11的长度与电磁线圈3的高度相等且对齐。
20.本实施例中的分段式电磁加热组件的制备工艺为：将fe50ni50合金及纯铜棒通过机加工，加工至直径为1.2mm，长度分别为12.50mm与3.50mm的棒料，随后经超声波清洗后通过真空钎焊连接，焊接完成后将表面进行磨削至直径为1.0mm的棒料，然后将fe50ni50合金端面打磨成针尖状，最后通过化学气相沉积工艺进行氧化铝涂层。电磁加热时，fe50ni50段迅速发热并加热烟草，同时，热量向纯铜端传导并加热磁屏蔽材料段的烟草。该加热组件能在7秒发烟且热利用效率高。将该电磁加热组件制备到产品中，在相同的温度设定（350℃）和工作周期（5分钟）下，外壳最高温度为49.8℃。
21.实施例2如图2所示，本实施例所提供的分段式电磁加热组件，包括基体1和附着在基体1表面的氧化硅涂层201，氧化硅涂层201的厚度为1μm；基体1由fe50ni50合金段11、fe64ni36合金段102及纯铜段13三段组合而成，形状为方针状，总长度为30mm，其中fe50ni50合金段11与fe64ni36合金段102的总长度占基体1总长度的30%，边长为2mm，fe50ni50合金段11与fe64ni36合金段102采用焊接工艺连接，随后和纯铜段13通过粘接工艺连接。基体1周围环
绕有电磁线圈3，fe50ni50合金段11与fe64ni36合金段102的总长度与电磁线圈3的高度相等且对齐。
22.本实施例中的分段式电磁加热组件的制备工艺为：首先将fe50ni50合金与fe64ni36合金及纯铜棒通过机加工，加工至边长为2.2mm，长度分别为6mm、3mm及21mm的方棒料，随后经超声波清洗后通过真空钎焊连接fe50ni50合金与fe64ni36合金，然后将fe64ni36端与铜棒进行粘接，完成后将表面进行磨削至边长为2mm的方棒，并将fe50ni50合金端面打磨成针尖状，最后通过化学气相沉积工艺进行氧化硅涂层。电磁加热时，fe50ni50及fe64ni36段迅速发热并加热烟草，由于fe50ni50磁导率最高，因此其热量向fe64ni36及纯铜端传导并加热磁屏蔽材料段的烟草。该加热组件能在8秒发烟且热利用效率高。将该电磁加热组件制备到产品中，在相同的温度设定（350℃）和工作周期（5分钟）下，外壳最高温度为46.9℃。
23.实施例3如图3所示，本实施例所提供的分段式电磁加热组件，包括基体1和附着在基体1表面的氧化锆涂层202，氧化锆涂层202的厚度为50μm；基体1由feco合金段101及铝段103两段组合而成，形状为圆锥状，总长度为18mm，其中feco合金段101的长度占基体1总长度的50%，底面直径为2.2mm，锥度5
°
，feco合金段101和铝段103采用螺纹连接。基体1周围环绕有电磁线圈3，feco合金段101的长度与电磁线圈3的高度相等且对齐。
24.本实施例中的分段式电磁加热组件的制备工艺为：将feco合金与铝棒通过机加工至直径为2.4mm，长度为9mm的带螺纹棒料，随后经超声波清洗后将二者通过螺纹连接，完成后将表面进行磨削至底面直径为2.2mm、锥度5
°
的棒料，然后将feco合金端面打磨成过渡平滑的针尖状，最后通过化学气相沉积工艺进行氧化锆涂层。电磁加热时，feco合金段迅速发热并加热烟草，同时，热量向铝段传导并加热该磁屏蔽材料段的烟草。该加热组件能在10秒发烟且热利用效率高。将该电磁加热组件制备到产品中，在相同的温度设定（350℃）和工作周期（5分钟）下，外壳最高温度为45.6℃。
25.实施例4本实施例所提供的分段式电磁加热组件，包括基体和附着在基体表面的氧化铝涂层，氧化铝涂层的厚度为60μm；基体由fecr合金段和纯铜段两段组合而成，形状为圆柱针状，总长度为25mm，直径为2mm，其中fecr合金段的长度占基体总长度的60%， fecr合金和铜通过焊接工艺连接。基体周围环绕有电磁线圈，fecr合金段的长度与电磁线圈的高度相等且对齐。
26.本实施例中的分段式电磁加热组件的制备工艺为：将fecr合金及纯铜棒通过机加工，加工至直径为2.2mm，长度分别为15mm与10mm的棒料，随后经超声波清洗后通过真空钎焊连接，焊接完成后将表面进行磨削至直径为2.0mm的棒料，随后将fecr合金端面打磨成针尖状，最后通过化学气相沉积工艺进行氧化铝涂层。电磁加热时，fecr合金段迅速发热并加热烟草，同时，热量向铜段传导并加热该磁屏蔽材料段的烟草。该加热组件能在8秒发烟且热利用效率高。将该电磁加热组件制备到产品中，在相同的温度设定（350℃）和工作周期（5分钟）下，外壳最高温度为46.3℃。
27.对比例1与实施例1相同的方法制备与实施例1大小、形状均相同的基体，不同之处在于，基
体整段均为fe50ni50合金段，在相同的磁场强度下，10秒钟能够达到发烟效果。将该电磁加热组件制备到产品中，在相同的温度设定（350℃）和工作周期（5分钟）下，外壳最高温度为54.7℃。
28.通过实施例1和对比例1发现，将本发明所制备的发热组件做成器具产品后，发烟速度快、外壳温度低，说明分段式电磁加热组件优于整体式电磁加热组件；从实施例1~4的结果发现，本发明所提供的一种分段式电磁加热组件能够在10秒内发烟，且发烟速度快，做成器具产品后，外壳温度低；综上所述，本发明实施例所制备的分段式电磁加热组件通过将高磁导率段的过余热量向低磁导率段及磁屏蔽材料段传导，避免热量散失，从而提高热利用效率。
29.以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，说作的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。