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碳纤维发热体的电热性能

  • 来源:本站
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  • 作者:超级管理员
  • 发布日期:2022-11-28
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碳纤维是以聚丙烯腈纤维,粘胶纤维或沥青纤维为原丝,通过加热去除碳以外的其他一切元素制得的一种高强度、高模量纤维,它有很高的化学稳定性和耐高温性能,其中以木桨和棉桨为原料生产出来的粘胶基炭纤维有着很好的导电性和柔软可加工性,因此常用来制造各类发热元件。至21世纪,科技工作者们一致认 为,碳纤维发热体替代金属发热体将成为一种必然的趋势。


碳纤维发热体的电热性能

以碳纤维红外线石英电热管为例,其产品构造为将碳纤维丝绕制成形固化后密封在石英管内,管内设置成真空或有惰性气体保护状态。其主要产品特性表现为:

1)电热转换效率高

碳纤维发热体是纯黑体材料,在电热转换过程中,产生的光大多居于2.5-13UM,可见光很少,光通量小,电热转换率高达95%以上。


2)升温迅速、热滞后小

碳纤维在纤维方向上的高导热系数让其具有良好的导热性能,导热系数最高可达700W/(M*K),约是铜(398W/(M*K)的1.6倍,是铝(237W/(M*K)的2.7倍因此用其作为发热体必然表现出升温迅速、热滞后小的优异特性。


3)热辐射高,切能效果显著

碳纤维作为发热体在其工作中时,主要是传热形式为热辐射。根据著名的维恩-葛利琴位移定律可知,发热体发出的光波长如果价于电磁波波长0.8-10um 热辐射波长时,产生的热辐射耿长越短,那么发热体的表面温度将越高。碳纤维发热体产生的波长90%位于2.5-13um热辐射波长的红外区,因此其电热转换效率在90%以上,节能效果十分显著。


4)无瞬间电流冲击

燃点不需要镇流器,起动时无脉冲电流冲击,使点灯电源,保护电路简单化,电源及相关电器使用寿命延长。


5)远红外辐射特性

碳纤维发热体的能量发射方式是以远红外辐射为主,其中远红外辐射效率达到70%以上。纤维发热体在通电以后,会辐射出可以加热物料的红外线能量。红外线辐射波长为2.3-14um,这段波长的远红外线,谱被称为“生命这光”,占整体波长的80%以上。


6)安全绿色环保

碳纤维发热体在通电以后产生的光大部份为远红外光,可见光很少,无光污染,不刺激眼睛和灼伤皮肤,元紫外线和有害气体产生,无高频辐射(只有远红外辐射)元微波、电磁波、同时还具有吸收有害光波的性能。


7)可运用在较为特殊的工作环境当中

碳纤维发热体如果密封在石英管内,还可应用在一些特殊的工作环境当中,比如高温环境、腐蚀性环境等。碳纤维石英电热管的外管是石英玻璃材质,它是良好的耐酸材料(氢氟酸除外),相当耐酸陶瓷的30倍,相当于不锈钢(镍铬合金)的100多倍。

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