[發明專利]線熱源

有效

• 申請號: 200810068069.2
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101616512A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 劉長洪;王鼎;范守善;姜開利
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(深圳)有限公司
• 主分類號: H05B3/40
• 分類號: H05B3/40;H05B3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種線熱源，尤其涉及一種基于碳納米管的線熱源。

背景技術

熱源在人們的生產、生活、科研中起著重要的作用。線熱源是常用的熱 源之一，被廣泛應用于電加熱器、紅外治療儀、電暖器等領域。

請參見圖1，現有技術提供一種線熱源10，其包括一中空圓柱狀支架102； 一加熱層104設置于該支架102表面，一絕緣保護層106設置于該加熱層104表 面；兩個電極110分別設置于支架102兩端，且與加熱層104電連接；兩個夾緊 件108分別將兩個電極110與加熱層104卡固在支架102兩端。其中，加熱層104 通常采用一碳纖維紙通過纏繞或包裹的方式形成。當通過兩個電極110對該線 熱源10施加一電壓時，所述加熱層104產生焦耳熱，并向周圍進行熱輻射。所 述碳纖維紙包括紙基材和雜亂分布于該紙基材中的瀝青基碳纖維。其中，紙 基材包括纖維素纖維和樹脂等的混合物，瀝青基碳纖維的直徑為3～6毫米， 長度為5～20微米。

然而，采用碳纖維紙作為加熱層具有以下缺點：第一，碳纖維紙厚度較 大，一般為幾十微米，使線熱源不易做成微型結構，無法應用于微型器件的 加熱。第二，由于該碳纖維紙中包含了紙基材，所以該碳纖維紙的密度較大， 重量大，使得采用該碳纖維紙的線熱源使用不便。第三，由于該碳纖維紙中 的瀝青基碳纖維雜亂分布，所以該碳纖維紙的強度較小，柔性較差，容易破 裂，限制了其應有范圍。第四，碳纖維紙的電熱轉換效率較低，不利于節能 環保。

有鑒于此，確有必要提供一種線熱源，該線熱源重量較小，強度大，可 以做成微型結構，應用于微型器件的加熱，且電熱轉換效率較低，利于節能 環保。

發明內容

一種線熱源，其包括一線狀基底、一加熱層以及兩個電極，所述加熱層 設置于線狀基底的表面，所述兩個電極間隔設置于加熱層的表面，并分別與 該加熱層電連接，其中，所述的加熱層為一將碳納米管陣列碾壓形成的碳納 米管層，且該碳納米管層由沿一固定方向取向或不同方向取向有序排列的多 個碳納米管構成，所述碳納米管層中的碳納米管之間部分交疊，碳納米管層 中的碳納米管之間通過范德華力相互吸引，緊密結合，使得該碳納米管層具 有很好的柔韌性，彎曲折疊成任意形狀而不破裂，所述碳納米管層直接纏繞 或包裹設置于所述線狀基底的表面。

與現有技術相比較，所述的線熱源具有以下優點：第一，碳納米管可以 方便地制成任意尺寸的碳納米管層，既可以應用于宏觀領域也可以應用于微 觀領域。第二，碳納米管比碳纖維具有更小的密度，所以，采用碳納米管層 的線熱源具有更輕的重量，使用方便。第三，碳納米管層的電熱轉換效率高， 熱阻率低，所以該線熱源具有升溫迅速、熱滯后小、熱交換速度快的特點。 第四，所述的碳納米管層可以通過碾壓碳納米管陣列直接獲得，易于制備， 成本較低。

附圖說明

圖1為現有技術的線熱源的結構示意圖。

圖2為本技術方案實施例的線熱源的結構示意圖

圖3為圖2的線熱源沿線III-III的剖面示意圖。

圖4為圖3的線熱源沿線IV-IV的剖面示意圖。

圖5為本技術方案實施例采用的包括沿不同方向擇優取向排列的碳納米 管的碳納米管層的掃描電鏡照片。

圖6為本技術方案實施例采用的包括沿同一方向擇優取向排列的碳納米 管的碳納米管層的掃描電鏡照片。

具體實施方式

以下將結合附圖詳細說明本技術方案線熱源。

請參閱圖2至圖4，本技術方案實施例提供一種線熱源20，該線熱源 20包括一線狀基底202；一反射層210設置于該線狀基底202的表面；一加 熱層204設置于所述反射層210表面；兩個電極206間隔設置于該加熱層204 的表面，且與該加熱層204電連接；以及一絕緣保護層208設置于該加熱層 204的表面。所述線熱源20的長度不限，直徑為0.1微米～1.5厘米。本實施 例的線熱源20的直徑優選為為1.1毫米～1.1厘米。