[發(fā)明專利]納米碳纖維發(fā)熱體及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810012032.8
• 申請(qǐng)日: 2008-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN101325825A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東港載友電熱電器有限公司
• 主分類號(hào): H05B3/14
• 分類號(hào): H05B3/14
• 代理公司: 遼寧沈陽(yáng)國(guó)興專利代理有限公司
• 代理人: 姜婷婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳纖維發(fā)熱體，尤其涉及一種耐久性及耐熱性優(yōu)秀，在抗氧化性藥品中的特殊環(huán)境之下也可使用，耗電量小、發(fā)熱能力高的納米碳纖維發(fā)熱體及其制造方法。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的碳纖維發(fā)熱體采用以固有的電阻，利用單純的長(zhǎng)度調(diào)整或粗細(xì)變化來(lái)變化功率。因此只能在限制的范圍內(nèi)制造發(fā)熱體。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種納米碳纖維發(fā)熱體，解決了現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)熱體功率調(diào)節(jié)范圍小，發(fā)熱能力低的問(wèn)題，而且耗電量小，降低了成本。?

本發(fā)明的另一目的在于，提供了一種功率調(diào)節(jié)范圍大，發(fā)熱能力高，耗電量小的納米碳纖維發(fā)熱體的制造方法。?

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下：?

納米碳纖維材料的外表面包覆有石英玻璃。?

所述的碳纖維材料為碳纖維纖維、碳纖維纖維布、碳纖維材料、碳纖維棒及碳纖維粉末的成型體中選出來(lái)的至少一種。?

本發(fā)明納米碳纖維發(fā)熱體的制造方法包括下述步驟：?

第一步驟：用碳纖維材料按一定的形狀加工成型；?

第二步驟：把上述加工成型的碳纖維材料在填加有催化劑的溶液里進(jìn)行飽和；?

第三步驟：上述溶液里飽和的碳纖維材料在250℃-320℃條件下進(jìn)行烘干；?

第四步驟：上述烘干的碳纖維材料在1500℃-2000℃的非活性氣體爐里按循序進(jìn)行氧化。?

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果如下：?

本發(fā)明的碳纖維發(fā)熱體功率范圍廣，提高了發(fā)熱性能。?

本發(fā)明納米碳纖維發(fā)熱體耗電量小，發(fā)熱能力高。?

具體實(shí)施方式

實(shí)施例?

通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述如下：?

石英玻璃的內(nèi)部設(shè)置為真空，真空內(nèi)包覆納米碳纖維。?

所述的真空也可為非活性氣體保持在0.2氣壓以下。?

本發(fā)明的制造方法具體實(shí)施如下：?

首先作為初期材料為，電阻為250歐姆/N的碳纖維1M在主軸上通過(guò)螺旋方式纏繞。碳纖維的粗細(xì)以通常K或Tex表示，PAN時(shí)間為(0.5K、1K、3K、6K、12K等)，Viscos時(shí)間為(40Tex、50Tex、70Tex、100Tex、200?Tex、400Tex等)。將此以代尼爾換算為150denia-800denia。?

上述主軸要求在攝氏320度中不變形，表面光滑，對(duì)材質(zhì)無(wú)特別要求。?

把上述碳纖維在氯乙烷仿1L∶酚甲醛0.5L∶碳電阻50g∶鎳電阻10g∶鉆石粉末2g的比例調(diào)好的溶液里混合后，為了充分混合均勻，達(dá)到飽和，用超聲波拌勻(以上的量為具體實(shí)施的量、允許范圍為可放氯乙烷仿0.5-1L∶酚甲醛1-0.5L∶碳電阻50-100g∶鎳電阻10-20g∶鉆石粉末2-4g)。如需大量變動(dòng)電阻，提高濃度時(shí)，可將氯乙烷仿∶酚甲醛的比率上調(diào)即可。

本實(shí)施例是氯乙烷仿∶酚甲醛＝1∶0.5，但1∶1也可，0.5∶1也可。?

上述飽和的碳材料在攝氏280-350度的洪干箱里洪干30-50分鐘，洪干爐的溫度超過(guò)350度時(shí)，因碳纖維材料氧化，所以要保持在350度以下為最佳溫度。上述加熱烘干步驟需重復(fù)操作，直到達(dá)到所需的電阻?

碳纖維材料烘干后，從主軸上分離出來(lái)。?

分離出來(lái)的碳纖維材料在攝氏1500-2000度的非活性氣體高溫爐里加熱氧化。加熱時(shí)間為8小時(shí)，根據(jù)高溫爐的容量，也可以同時(shí)處理數(shù)萬(wàn)個(gè)。?

所以本發(fā)明可獲取系初期電阻為250-300歐姆的碳纖維纖維變成150-160歐姆的碳纖維發(fā)熱體。此時(shí)覆蓋液中的溶劑都?xì)饣Ｓ嗟奶汲煞衷跓岱纸夂笳迟N在碳纖維表面而變化電阻，此時(shí)為了引導(dǎo)納米構(gòu)造使用鎳或鉆石等的催化劑。在本實(shí)施例中得到的本發(fā)明的納米碳纖維發(fā)熱體和以往的鎳鉻發(fā)熱體及以往單純的碳纖維發(fā)熱體的放熱效果相比較，如下表所示：?

又上述表格可知，一般普遍利用的鎳鉻發(fā)熱體和本發(fā)明的納米碳纖維發(fā)熱體的放熱效果相比，溫度越高，差距越大，最大有3.6倍的差距。?

而且，本發(fā)明比一般碳纖維發(fā)熱體具有2倍以上效率的優(yōu)點(diǎn)。即可知納米碳纖維發(fā)熱體在傳熱方式上，通過(guò)輻射傳輸大量的能量。即通過(guò)輻射傳熱是將熱量的損失降到最低的傳熱方式，而發(fā)明的傳熱方式即主要采用輻射傳熱。?

所述的碳纖維材料也可制成網(wǎng)形、片形或棒形中的某一種。?

所述的碳纖維材料在280-350度的洪干箱里洪干加熱及在1500-2000度的非活性氣體高溫爐里加熱氧化后，對(duì)碳纖維材料進(jìn)行清潔。?