雾化芯、雾化器及电子雾化装置的制作方法

1.本技术涉及雾化器技术领域，特别是涉及一种雾化芯、雾化器及电子雾化装置。


背景技术：

2.电子雾化装置一般由雾化器和电源组件构成，电源组件用于为雾化器供电，雾化器在通电状态下加热雾化气溶胶生成基质生成气溶胶，供用户吸食。雾化芯包括多孔基体和发热元件。其中，雾化器的加热雾化过程主要通过雾化芯的发热元件在通电状态下发热，从而实现对气溶胶生成基质的加热雾化。
3.通常，雾化芯的发热元件为金属发热膜层，但其在雾化过程中，供油不充分时极易氧化失效而影响产品稳定性和寿命。


技术实现要素：

4.本技术主要提供一种雾化芯、雾化器及电子雾化装置，以解决现有技术中雾化芯上的金属发热膜层在雾化过程中易失效、寿命短的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种雾化芯，该雾化芯包括多孔基体、发热层和氧化物层；所述多孔基体具有雾化面，所述发热层设置于所述多孔基体的雾化面上，所述氧化物层设置于所述发热层远离所述多孔基体的表面上。
6.其中，所述氧化物层包括氧化铝和/或氧化硅。
7.其中，所述氧化物层的厚度为200nm-600nm。
8.其中，所述氧化物层为通过物理气相沉积法形成在所述发热层远离所述多孔基体的表面。
9.其中，所述雾化芯还包括两个电极，两个所述电极设置于所述发热层远离所述多孔基体的表面；所述氧化物层和两个所述电极共同覆盖所述发热层。
10.其中，所述氧化物层的厚度小于所述电极的厚度。
11.其中，所述发热层为多孔发热膜。
12.其中，所述氧化物层为多孔结构。
13.其中，所述多孔基体为多孔陶瓷基体或多孔致密基体。
14.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种雾化器，所述雾化器包括用于存储气溶胶生成基质的储液腔和如上所述任一种的雾化芯，所述雾化芯吸收并加热雾化所述储液腔内的气溶胶生成基质。
15.为解决上述技术问题，本技术采用的又一个技术方案是：提供一种电子雾化装置，所述电子雾化装置包括电源组件和如上所述的雾化器，所述电源组件为所述雾化器提供能量。
16.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术公开了一种雾化芯、雾化器和电子雾化装置。该雾化芯包括多孔基体、发热层和氧化物层，其中，多孔基体具有雾化面，发热层设置于多孔基体的雾化面，氧化物层设置于发热层远离多孔基体的表面。通过在发
热层远离多孔基体的表面设置氧化物层，在加热雾化过程中，氧化物层对发热层进行保护，避免发热层在雾化过程中因氧化而失效，提高了发热层的稳定性，进而提高了发热层的使用寿命。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
18.图1是本技术提供的电子雾化装置的结构示意图；
19.图2是图1提供的电子雾化装置中雾化器的结构示意图；
20.图3是图2中雾化芯一实施例的结构示意图；
21.图4是图3提供的雾化芯的俯视结构示意图；
22.图5是图2中雾化芯另一实施方式的结构示意图；
23.图6是图2中雾化芯又一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.本技术实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
26.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
27.参阅图1及图2，图1是本技术提供的电子雾化装置的结构示意图，图2是图1提供的电子雾化装置中雾化器的结构示意图。
28.参见图1，本技术提供了一种电子雾化装置300，该电子雾化装置300包括雾化器100和电源组件200，电源组件200用于为雾化器100提供能量，雾化器100用于在通电状态下对气溶胶生成基质进行加热雾化，以生成气溶胶供用户吸食。
29.可选地，电子雾化装置300中的雾化器100和电源组件200可以为一体结构，也可以进行可拆卸连接，可以根据具体需要进行设计。
30.如图2所示，雾化器100包括储液腔90、出气管30、雾化芯10以及形成于雾化器100中的雾化腔20，其中，储液腔90用于存储气溶胶生成基质，雾化芯10用于吸收储液腔90中的气溶胶生成基质，并将所吸收的气溶胶生成基质进行加热雾化最终生成气溶胶，雾化生成的气溶胶在雾化腔20中，随外部气流流经出气管30最终流出雾化器100被用户吸食。
31.雾化芯的发热元件通常为金属发热膜层。金属发热膜层的纳米粒子在烧结以及雾化过程中易氧化失效，尤其是供油不充分时极易氧化失效。对于金属发热膜层易氧化失效的问题，现有技术中一般采用在金属发热膜层的表面设置由金、铂等贵金属形成的保护层的方式来解决这一技术问题。然而，金、铂等粒子在气溶胶生成基质较少时容易过烧，引起贵金属粒子团聚，使得金属发热膜层暴露于空气氧化失效。鉴于此，本技术提供了一种雾化芯10，具体介绍如下。
32.参阅图3及图4，图3是图2中雾化芯一实施例的结构示意图，图4是图3提供的雾化芯的俯视结构示意图。
33.雾化芯10包括多孔基体11、发热层12和氧化物层13，其中，多孔基体11具有雾化面111，发热层12设置于多孔基体的雾化面111，氧化物层13设置于发热层12远离多孔基体11一侧的表面。通过在发热层12远离多孔基体11一侧的表面设置氧化物层13，对发热层12进行保护，隔绝发热层12与空气的直接接触，避免发热层12在加热的环境下发生氧化，进而导致发热层12失效，有利于提高发热层12的稳定性，进而延长发热层12的使用寿命。
34.本实施例中，具体地，氧化物层13的材料可以为氧化铝或者氧化硅或者氧化铝和氧化硅的混合物。氧化物层13的材料均为氧化物，其抗氧化能力较强，且氧化铝和氧化硅均为稳定性较高的氧化物，其性能比较稳定，所以在雾化过程中氧化物层13与空气接触时不会容易发生氧化反应而改变其性能，从而保证了雾化芯10的稳定性。同时，氧化铝和氧化硅的熔点与沸点均比较高，耐高温性能较强，在雾化过程中即使雾化芯10中的气溶胶生成基质不足时发生过烧，氧化物层13也不会因为过烧而发生粒子团聚，从而导致雾化芯10失效。有效解决了现有技术中用金、铂等贵金属材料作保护层时，雾化芯10中气溶胶生成基质较少时，贵金属材料发生过烧而引起的贵金属粒子团聚，导致雾化芯10失效的问题，提升了雾化芯10的稳定性，延长了雾化芯10的使用寿命，同时，相较于用贵金属材料作为保护层，用氧化物制作发热层12的保护层成本更低，有效节约了雾化器100的制作成本。
35.氧化物层13是通过在发热层12远离多孔基体11一侧的表面上通过沉积氧化物制备而成的。具体的，本实施例中，氧化物层13通过溅射工艺溅射氧化物制备而成，可选地，溅射工艺可以采用直流溅射工艺、交流溅射工艺或者磁控溅射工艺等技术。氧化物层13所采用的氧化铝和氧化硅等材料本身为致密性较高的材料，但由于氧化物层13是通过在发热层12的表面通过溅射工艺制备形成的，这种制作工艺导致氧化物层13的结构也为多孔结构。
36.氧化物层13的厚度为200nm-600nm，以保证氧化物层13能够对发热层12起到更好的保护作用。可以理解，如果氧化物层13的厚度太小，则氧化物层13的结构强度也相对较低，其对空气的阻隔能力也会减弱，进而对发热层12的保护作用随之减弱，导致仍然有空气与发热层12接触，使得发热层12发生氧化而导致雾化芯10失效。同时，发明人研究发现氧化物层13的厚度也不能太厚；一方面，氧化物层13本身的导热系数是相对于金属材料较小，如果厚度太厚，雾化面111的升温速率会受到影响，雾化生成的气溶胶量也将受到影响；另一方面，由于雾化面111为多孔结构，氧化物层13过厚会阻塞多孔结构，减小导液速率，进而产
生异常的高温、干烧等问题。
37.在其他实施例中，氧化物层13也可以通过其他的工艺技术制备形成，能够实现对发热层12的保护即可。
38.多孔基体11的形状和尺寸不限。多孔基体11为多孔结构的材料制成，例如多孔基体11可以由多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料、多孔金属等制成。本实施例中，多孔基体11的材质为多孔陶瓷基体。多孔陶瓷具有孔隙，具备导液和储液的功能，能使储液腔90中的气溶胶生成基质被多孔基体11吸收后渗透至雾化面111上被加热雾化。同时，多孔陶瓷的化学性质稳定，不会与气溶胶生成基质发生化学反应，且多孔陶瓷耐高温，不会由于雾化过程中加热温度过高而发生形变。多孔陶瓷为绝缘体，不会与在其表面上的发热层12电连接而发生短路导致雾化芯10失效，并且多孔陶瓷制造方便、成本低。本实施例中，多孔基体11为长方体形多孔陶瓷。
39.在一些实施例中，多孔陶瓷的孔隙率可以为30％至70％。孔隙率是指多孔介质内的微小空隙的总体积与该多孔介质的总体积的比值。孔隙率的大小可以根据气溶胶产生基质的成分来调整，例如当气溶胶产生基质的粘稠度较大时，选用较高的孔隙率，以保证导液效果。
40.在另一些实施例中，多孔陶瓷的孔隙率为50％至60％。多孔陶瓷的孔隙率为50％至60％，一方面可以保障多孔陶瓷具有较好的导液效率，防止出现气溶胶生成基质流通不畅而发生干烧的现象，以此提升雾化器100的雾化效果；另一方面，可以避免多孔陶瓷的孔隙率过大，导液过快而难以锁液，导致漏液的概率大增，影响雾化器100的性能。
41.在其它实施例中，当采用其它多孔结构的材料制作多孔基体11时，多孔基体11中孔隙率的比例等设置可以参照多孔陶瓷上的设置形式进行设置，此处本技术不再赘述。
42.可以理解，当多孔基体11为多孔玻璃、多孔塑料、多孔金属时，可以是在致密的玻璃基体、塑料基体或者金属基体上开孔形成多孔玻璃、多孔塑料或者多孔金属。
43.当多孔基体11为多孔金属时，在多孔基体11与发热层12之间设有绝缘层，绝缘层用于将多孔基体11和发热层12绝缘，避免多孔基体11和发热层12电连接而发生短路。
44.发热层12设置于多孔基体11的雾化面111上，在通电状态下发热，以加热并雾化气溶胶生成基质。可选地，发热层12可以为发热膜、发热涂层、发热线路、发热片或发热网中的至少一种。本实施例中，发热层12为多孔发热膜结构，可以理解，发热层12上的多孔结构可以让液态的气溶胶生成基质更高效的渗透到发热层12或雾化面111的表面，进而提高发热层12的导液、导热效率，提升雾化芯10的雾化效果。
45.发热层12的材质可以选择与多孔基体11之间结合较稳定的材质，例如，发热层12可以采用钛、锆、钛铝合金、钛锆合金、钛钼合金、钛铌合金、铁铝合金、钽铝合金、不锈钢等材质制成。
46.钛和锆具有以下特点：钛、锆都是生物相容性好的金属，尤其钛还是亲生物金属元素，具有更高的安全性；钛、锆具有在金属材料中较大的电阻率，在常温状态下，按照一定的比例合金化后具有原来三倍的电阻率，更适合成为发热层12的材料；钛、锆热膨胀系数小，合金化后具有更低的热膨胀系数，和多孔陶瓷热匹配更好；按照一定的比例合金化后，合金的熔点更低，磁控溅射镀膜成膜性更佳；金属镀膜后通过电镜分析可以看出其微观颗粒呈球形，且颗粒和颗粒凑在一起形成类似花菜的微观形貌，而钛锆合金形成的膜通过电镜分
析可以看出其微观颗粒呈片状，且颗粒与颗粒之间部分晶界消失，连续性更好；钛、锆都具有很好的塑性和伸长率，钛锆合金膜的抗热循环以及电流冲击能力更好；钛常被用于金属和陶瓷的应力缓冲层以及陶瓷金属化的活化元素，钛会和陶瓷界面发生反应而形成比较强的化学键，可以提高膜的附着力。基于上述钛和锆的特点，本实施例中，发热层12采用钛锆合金材质制成。
47.发热层12的厚度为0.1μm-10μm。具体的，发热层12的厚度可以为0.1μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm中的任意一个具体的厚度值。优选的，发热层12的厚度为2μm-5μm，这一厚度能保证发热层12的厚度与多孔基体11的孔径匹配，避免发热层12阻塞多孔基体11中用于导液和储液的微孔，提高雾化芯10的雾化过程中的供液稳定性，提高其使用寿命。
48.可选地，发热层12可以采用物理气相沉积或者化学气相沉积等工艺制备到多孔基体11的雾化面111上，例如，可以通过溅射、蒸发镀膜、原子层沉积等工艺技术制备发热层12。
49.本实施例中，利用钛锆合金制成的钛锆合金膜本身为局部致密膜，但是由于多孔基体11本身为多孔结构，导致形成在多孔基体11表面的钛锆合金膜也变为多孔连续结构，且钛锆合金膜的孔径分布比多孔基体11表面的微孔孔径稍小。
50.参见图3，本实施例中，雾化芯10还包括两个电极14。两个电极14分别电连接于电子雾化装置300中的电源组件200，用于为雾化芯10的发热层12供电，使得发热层12在通电状态下发热，进而加热雾化多孔基体11中吸收的气溶胶生成基质生成气溶胶。
51.具体的，如图3及图4所示，两个电极14均设置于发热层12远离多孔基体11一侧的表面上，并分别位于氧化物层13的两侧，且氧化物层13覆盖于发热层12未被两个电极14覆盖的部分，以保证发热层12被氧化物层13和两个电极14完全覆盖，在雾化过程中无法与空气接触而发生氧化，避免了发热层12因为氧化而失效的问题发生，从而提升了雾化芯10的稳定性，延长了雾化芯10的使用寿命。两个电极14的厚度大于氧化物层13的厚度，保证电极14与发热层12良好接触的同时，也有利于电源组件200与电极14之间通过电连接件进行电连接时，提升电极14与电连接件之间的接触稳定性。同时，氧化物层13的厚度相对较小，则其本身吸热较少，电热损耗低，雾化芯10升温速度快。
52.在另一实施方式中，如图5所示，氧化物层13设置于发热层12远离多孔基体11一侧的表面上，两个电极14相互间隔设置于氧化物层13远离多孔基体11一侧的表面上，两个电极14覆盖发热层12未被氧化物层13覆盖的部分，且两个电极14均与氧化物层13、发热层12、多孔基体11接触，两个电极14均覆盖于氧化物层13以及发热层12的侧面，以防止电极14设置于氧化物层13的两侧时，电极14与氧化物层13之间存在间隙，不能完全隔绝空气与发热层12的接触，导致雾化芯10失效。
53.在又一实施方式中，如图6所示，氧化物层13也可以完全覆盖发热层12远离多孔基体11的表面以及发热层12的侧面，即氧化物层13完全包裹发热层12，以完全隔绝发热层12与空气接触，通过开孔的方式在氧化物层13上设置两个相互间隔的通孔(图未示)，并将两个电极14分别穿过氧化物层13中的两个通孔与发热层12进行电连接，且两个电极14露出于氧化物层13远离多孔基体11一侧的表面，与电源组件200进行电连接。
54.区别于现有技术，本技术公开了一种雾化芯、雾化器及电子雾化装置。本技术中的
雾化芯包括多孔基体、发热层和氧化物层，其中，多孔基体具有雾化面，发热层设置于多孔基体的雾化面上，氧化物层设置于发热层远离多孔基体的表面上。通过在发热层远离多孔基体的表面设置氧化物层，在加热雾化过程中，氧化物层对发热层进行保护，避免发热层在雾化过程中因氧化而失效，提高了发热层的稳定性，进而提高了发热层的使用寿命。
55.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。