本发明涉及一种电热膜，特别是涉及掺锑或兼掺锑和硼的二氧化锡电热膜。 电热膜通常是一种将施膜液通过喷镀淀积工艺借助压缩载气喷射到加热炉中的工件表面而在工件表面生成的一层掺杂氧化物膜。在膜层上置以电极并通电，便构成发热元件。北京太阳能研究所的专利号为85201753的实用新型专利提出了一种电热膜型加热器皿，这种加热器皿使用的电热膜是掺氟的二氧化锡电热膜，由于氟元素的活动性强，从而使该膜层的热稳定性和化学稳定性差，因而使用这种膜层作为加热元件的加热器皿不能耐高温，只能工作于150℃左右，并且它们只宜用厚的介质材料制作，以尽量避免漏电流，而不能用金属材料制作或用1mm以下的介质材料制作。
本发明的目的在于克服掺氟二氧化锡电热膜热稳定性和化学稳定性差，因而应用范围狭窄、实用性不强的缺点，研制出热稳定性和化学稳定性良好，从而用途广泛的掺杂半导体电热膜。
本发明的掺杂半导体电热膜是掺锑的二氧化锡电热膜，或是兼掺锑和硼的二氧化锡电热膜。其中，掺锑地二氧化锡电热膜是这样实施的：将锡的氯化物，诸如SnCl4·5H2O或SnCl2·2H2O等和锑的氯化物如SbCl3或SbCl5等以及溶剂水、甲醇、乙醇或丙三醇等按比例配制成施膜液，将欲施膜的介质工件或烧结有0.3mm以上介质层的金属工件放置入400℃-750℃（由介质材料决定温度）的加热炉中。通过喷镀淀积工艺在工件表面便生成掺锑的二氧化锡电热膜层，其耐高温性可达350℃。在施膜液中加入不同百分比重量的锑的氯化物，也即二氧化锡电热膜层中掺锑的多少对电热膜的电学性能有很大的影响，由实验测得，掺锑二氧化锡的薄膜电阻值R□随施膜液中SbCl3由另开始的增加而降低，在SbCl3含量为3%左右时达到最低值，SbCl3含量继续增加，R□便又上升，其变化曲线呈抛物线形。而涂膜的基片温度TS是影响掺锑二氧化锡电热膜的导电性的又一重要因素。实验表明，适当增高基片温度TS，例如在650℃左右，可以增大晶粒，减少晶界效应，减少R□，从而改善导电性。然而温度再提高，则膜层的组分二氧化锡和锑被破坏，因而导电性下降。R□随TS的变化也呈抛物线形。
如果需要制备具有更好的耐高温性和化学稳定性的电热膜，可在上述施膜液中再加入一定比例的含有硼的化合物，一般是硼酸（H3BO3）或硼酸三丁脂（C12H27BO3），也可以是硼酸三甲脂、硼酸三乙酯或硼酸三丙脂，如此，在生成的二氧化锡电热膜中便兼掺锑和锡。实验表明，掺以微量，例如＜1%硼，可以降低晶界垫垒，从而赋于膜层更好的化学稳定性和耐500℃的高温。然而，实践证明，掺入过量的硼反而会使膜层的通电耐热温度下降到300℃以下。另外，掺入过量的硼还会造成膜层不均匀而有针眼，从而连续性差，影响电性能。
本发明的掺锑二氧化锡电热膜中，二氧化锡和锑各占重量的88%-99%及1%-10%，最好为97%和3%;而本发明的兼掺锑和硼的二氧化锡电热膜中，二氧化锡和锑、硼各占重量的85%-99%、1%-10%及微量～1.5%，最好为96.8%、3%和0.2%。
本发明的掺锑和兼掺锑和硼的二氧化锡电热膜由于它的耐高热性和良好的化学稳定性而适用于作为介质材料制的或金属制而涂以薄层介质材料的加热器具的发热元件，它可工作于350℃-500℃的高温，并可减少和防止漏电流，因而它不仅可用于各种以水溶液作为加热介质的加热器，如电热怀、电淋浴器、电咖啡壶，电火锅、水浴锅、蒸馏塔等，而且可广泛地用于以空气作为加热介质的加热器，如吹风机、电烤箱、电取暖器、电熨斗等。
下面结合实施例对本发明加以更为详细的描述。
实施例1
这是一个制备兼掺锑和硼的二氧化锡电热膜的最佳实施例。其施膜液的配方是这样的：组分1为四氯化锡SnCl4·5H2O100克、无水乙醇C2H5OH 100毫升;组分2为丙三醇C3H5（OH）3，20毫升及无水乙醇C2H5OH 20毫升先混融后再加入三氯化锑SbCl32.501克和硼酸H3BO30.509毫升。使用时将以上组分1和组分2混合搅匀。如果欲施膜的工件是玻璃或陶瓷制品，则将它在加热炉内加热至650℃左右，紧接着将以上施膜液借助压缩载气如氮气、氩气或空气通常是靠压缩空气喷射到工件施膜表面，通过这样的喷镀淀积工艺便在工件表面生成预期的兼掺锑和硼的二氧化锡电热膜。其中，二氧化锡、锑和硼的重量百分比为96.8%∶3%∶0.2%。这种电热膜的通电耐热温度可达400℃左右。如果欲施膜的工件是搪瓷制品，则先将它在加热炉中加热至550℃左右，再将上述施膜液同样通过喷镀淀积工艺在工件表面生成与上述同样的电热膜。如果欲施膜的工件是金属，则先通过搪瓷烧结工艺在金属工件的加热表面高温烧结一层厚度为0.3mm以上的、膨胀系数与该金属材料相仿的玻璃料或瓷轴等介质材料，然后把烧结有搪瓷薄层的金属工件在加热炉中同样加热至550℃左右，再将上述施膜液同样通过喷镀淀积工艺在搪瓷薄层表面生成与上述同样的电热膜。如果搪瓷烧结层的厚度为0.3mm，则电热膜层与金属间的电阻在200-500MΩ，也即漏电流是极弱的，在0.3mA以下。
实施例2
这是另一个制备兼掺锑和硼的二氧化锡电热膜的实施例，其施膜液是将甲醇C2H5OH 100毫升、四氯化锡SnCl4·5H2O 100克、硼酸三丁酯C12H27BO315.3克、去离子水H2O 100毫升以及三氯化锑SbCl38.97克搅匀配制成的，它适用于喷镀在耐高温的玻璃或陶瓷工件表面，将工件在加热炉内先加热至900℃左右，接着将上述施膜液通过喷镀淀积工艺在工件表面生成兼掺锑和硼的二氧化锡电热膜。其中，二氧化锡、锑和硼的重量百分比分别为88.5%、10%和1.5%。该膜层的通电耐热温度为400℃左右。这种电热膜的寿命相当长，实验证明可达5000小时以上。
以上两个实施例中，如果在施膜液中各自去掉硼酸H3BO3和硼酸三丁酯C12H27BO3也是可以的，如此，生成的电热膜便不掺硼而仅掺锑。
实施例3
这是一个制备掺锑的二氧化锡电热膜的实施例，其施膜液是将无水乙醇C2H5OH 100毫升、二氯化锡SnCl2·2H2O 100克和五氯化锑SbCl52.09毫升，搅匀而配制成的。它适用于以水作为加热介质的玻璃或陶瓷制的加热器皿的发热元件。将欲涂膜的玻璃或陶瓷工件在加热炉内先加热至550℃左右，再将上述施膜液通过喷镀淀积工艺在工件表面生成掺锑的二氧化锡电热膜。其中二氧化锡与锑的重量百分比为97%∶3%，这种电热膜的通电耐热温度为200℃左右。