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        納米遠(yuǎn)紅外負(fù)氧離子新型電熱材料

        2011-12-30 19:19:33段洣毅
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2011年20期
        關(guān)鍵詞:負(fù)氧離子納米級電熱

        段洣毅 張 俊 劉 洋 李 東

        (北方交通大學(xué)計(jì)算所,北京 100029)

        1 引言

        電熱材料在生產(chǎn)、生活取暖、汽車等設(shè)備加溫防護(hù)、房屋保暖等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,催生了美國、歐洲和韓國等國家的一些以高技術(shù)電熱材料為支柱的大產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。相應(yīng)地,電熱材料技術(shù)近年也得到了迅速發(fā)展。當(dāng)前市場上電熱材料主要分為以下幾類:以美國的凱萊瑞克公司為代表的油墨加PET膜電熱材料;以韓國Lgheating暖房株式會(huì)社為代表碳纖維布材料;以中國中惠電采暖科技有限公司為代表的PET膜材料。此外還有電阻絲、陶瓷等電熱材料,由于其技術(shù)相對落后,已逐漸淡出市場。目前較為流行的電熱材料,存在耐折疊性、發(fā)熱均勻性和破壞性能較差的缺陷。本文介紹的納米遠(yuǎn)紅外負(fù)氧離子新型電熱材料以純棉布為基材,以固液兩種形態(tài)制作載流條,并加入納米級遠(yuǎn)紅外和負(fù)氧離子粉,不僅在發(fā)熱均勻性、抗破壞能力方面有了顯著提高,而且具有理療保健作用。

        2 納米遠(yuǎn)紅外負(fù)氧離子新型電熱材料的技術(shù)優(yōu)勢

        2.1 以純棉布為基材的電熱材料

        純棉布具有健康環(huán)保、耐折疊、耐高低溫等優(yōu)點(diǎn),但其易燃性成為其作為電熱布基材的瓶頸。本文介紹的電熱材料在導(dǎo)電漿料的分子結(jié)構(gòu)上做了創(chuàng)新性發(fā)明,分子鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不易斷裂,使得電熱轉(zhuǎn)換效率和發(fā)熱均勻性顯著提高,從而避免了電熱材料溫度不均勻、局面過熱現(xiàn)象的發(fā)生,有效解決了純棉布易燃的問題。

        2.2 納米級遠(yuǎn)紅外材料

        遠(yuǎn)紅外線是引起人體能量流脈動(dòng)的最新能量療法,該療法安全、自然、方便,無任何副作用,早在1992年就納入了美國醫(yī)療界,并在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。新型電熱材料加入了納米級遠(yuǎn)紅外材料,其輻射波長控制在4-14微米(與人體生命光線相匹配),可被人體全部吸收,并能與人體細(xì)胞產(chǎn)生和諧共振,這種生物共振能夠活化細(xì)胞組織,有效改善人體微循環(huán),增強(qiáng)免疫功能,使新型電熱材料在保暖的同時(shí)具備醫(yī)療和保健功能。

        2.3 納米級負(fù)氧離子材料

        負(fù)氧離子是空氣中帶負(fù)電荷的氧離子,它不僅能促成人體合成和儲(chǔ)存維生素,而且能強(qiáng)化和激發(fā)人體的生理活動(dòng),對人體及其他生物的生命活動(dòng)有著十分重要的影響,因此又被稱為"空氣維生素"。在醫(yī)學(xué)界負(fù)氧離子被確認(rèn)是具有殺滅病菌及凈化空氣的有效手段。其機(jī)理主要在于負(fù)氧離子與細(xì)菌結(jié)合后,使之產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的改變或能量的轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致細(xì)菌死亡。醫(yī)學(xué)研究表明,空氣中的負(fù)氧離子能使血液中含氧量增加,有利于血氧輸送、吸收和利用,具有促進(jìn)人體新陳代謝、提高人體免疫力、增強(qiáng)人體肌能、調(diào)節(jié)肌體功能平衡等作用,對高原缺氧地區(qū)的人體醫(yī)療保健作用尤其顯著。目前市場上負(fù)氧離子粉是用納米級的鐵粉,通過電擊產(chǎn)生的負(fù)氧離子,其不足之處是有較強(qiáng)的電磁輻射。新型電熱材料的負(fù)氧離子粉是將天然石材經(jīng)浸泡研磨后,由離心機(jī)和超聲兩道工序處理,形成納米級負(fù)氧離子材料,它不僅健康環(huán)保,而且壽命長,能在70年內(nèi)無衰減地釋放負(fù)氧離子。

        2.4 先進(jìn)的生產(chǎn)工藝

        新型電熱材料以高精度數(shù)控激光刻印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電漿料的均勻涂抹,以全自動(dòng)一體化工藝流程實(shí)現(xiàn)了高效生產(chǎn),其先進(jìn)的生產(chǎn)工藝為產(chǎn)品的先進(jìn)性奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        3 新型電熱材料的優(yōu)點(diǎn)

        3.1 熱轉(zhuǎn)換效率高

        當(dāng)前較先進(jìn)的導(dǎo)電材料不可避免地存在分子鍵斷裂現(xiàn)象,導(dǎo)致熱轉(zhuǎn)換效率損失20%。而新型電熱材料充分利用了稀土等元素外圍富有軌道,能夠牢固地吸附電子,從而使導(dǎo)電漿料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,分子鍵不斷裂,發(fā)熱無衰減。因此新型導(dǎo)電漿料的熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99%,僅有的少量能量損失于導(dǎo)線上。

        3.2 發(fā)熱均勻

        新型電熱材料以穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)和精密的加工工藝實(shí)現(xiàn)了其發(fā)熱的均勻性。一方面,發(fā)熱材料的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性使電熱材料溫度分布均勻;另一方面,采用激光雕刻技術(shù)涂抹導(dǎo)電漿料,使導(dǎo)電漿料的厚度均勻性顯著提高,而厚度的均勻性直接影響發(fā)熱均勻性。因此相比于國內(nèi)外市場上的同類先進(jìn)產(chǎn)品,新型電熱材料在發(fā)熱均勻性上具備一定優(yōu)勢。

        3.3 可靠性高

        新型電熱材料一方面發(fā)熱均勻,阻燃性好,大大提高了產(chǎn)品的安全性,另一方面以液態(tài)和固態(tài)兩種形式布設(shè)載流條,即使在電熱材料上剪出一個(gè)洞也不影響其正常發(fā)熱。而PET膜、碳纖維等材料一旦有一根折斷即無法發(fā)熱,因此新型電熱材料在具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

        3.4 節(jié)能環(huán)保

        新型電熱材料采用純棉布作為基材、納米級遠(yuǎn)紅外和負(fù)氧離子材料均采自天然物質(zhì)、熱轉(zhuǎn)換效率高、無分子鏈斷裂帶來的能量損耗,因此具有節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

        4 新型電熱材料的主要用途

        新型電熱材料可以制成電熱馬甲、電熱護(hù)膝、電熱手套、電熱鞋等產(chǎn)品,這些產(chǎn)品對人體具有熱敷、御寒、遠(yuǎn)紅外保健、負(fù)氧離子保健等功能;

        新型電熱材料也可以加工成睡袋、電熱帳篷、電熱方艙等,為人體御寒和保健、設(shè)備防寒提供可靠環(huán)境;

        新型電熱材料還可以應(yīng)用于房屋、人防工程等的保暖材料,為人們工作和生活創(chuàng)造舒適的環(huán)境;

        新型電熱材料可加工成任意形狀,在寒區(qū),覆蓋在汽車點(diǎn)火器、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或其它需要保溫的裝設(shè)備上,起到安全可靠的加溫防護(hù)作用。

        5 結(jié)束語

        電熱材料已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中,隨著人們健康意識、環(huán)保意識和節(jié)能意識的提高,對電熱材料在健康環(huán)保、節(jié)能高效、安全可靠方面的要求也不斷提高,本文介紹的新型電熱材料從加工工藝到導(dǎo)電漿料的研制均著眼于以上諸點(diǎn),代表了電熱材料未來的發(fā)展方向。

        [1]Kleshchik.Electric heating cloth method.USA patent,2007-4-17.

        [2]Liu,et al.Flexible electrothermal composite and heating apparatus having the same.USA patent,2010-1-5.

        [3]Pan,et al.Method of manufacturing an activated carbon fibersoftelectric heating product.USA patent,2010-11-9.

        [4]Li,et al.Electric heating textile.USA patent,2011-2-8.

        [5]王沛.一種導(dǎo)電發(fā)熱布及采用該導(dǎo)電發(fā)熱布的電熱地毯和墻紙.2010-7-8.

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