碳纤维电热性能的多种应用方式
日期：2012-09-20 14:09:36 人气：
一、电热器材
碳纤维纸、碳纤维布、碳纤维带和碳纤维线已广泛用于工业和民用领域。作为电热元件，特别是在俄罗斯、乌克兰等国应用很普遍，如工业装置的加热器、冬季施工现场的大面积加热保温、冬季汽车行驶的加热器(包括司机座垫、靠背及水箱保温)、多种家用电器以及取暖保健用品等。这些电热器材属于低温型使用温度不超过200℃。因为碳纤维在350℃空气中开始氧化，氧化失重导致电阻率变化，电热性能不稳定，甚至带来危险。近年来，日本开发成功高温型电热器材。把碳纤维或碳毡封闭在耐热石英管中，通电后温度可达到上千度。
二、取暖与保健功能
碳纤维通电加热后热辐射红外波长在215-13μm之间,恰好是人体易吸收的波长范围，具有显著的生物效应。北京化工大学已研制出高温型碳纤维电热管。其特点是热导率大，升温快，散热迅速使用寿命长，且有医疗保健功能。
三、散热元件
中间相沥青基碳纤维P-120的热导率λ比铜还高，显示出优异的电热性能。研制高导热碳基材料是当前的热点课题之一。日本松下公司研制成碳基散热片，散热量是铜的2倍，重量仅为它的1/2，年产量达到8万余片，主要用于仪器仪表 、通讯器材和集成电路(IC)等方面；中科院山西煤炭化学研究所也正在研制高导热碳基材料，以满足市场需求。电子元件高度集成化、小型化和数字化是发展趋势。它们工作时产生热损耗的热量应及时散发，否则会降低其工作性能，严重时产生误动作。对于印刷线路板(PWB)或电子模块存储器(SEM)需匹配高效散热片。例如，宇宙飞船有几百个电子箱，每个电子箱有10～15个标准电子模块存储器，每个SEM PWB 单元在工作时约有25～35W的能耗；体系温度每上升10 ℃，元件和线路的可靠性将会降低一半。因此，高效散热片就显得格外重要。当前，碳基散热片研究的方向之——柔性高导热散热片，研究难度要比“硬”式散热片难得多。
四、电磁屏蔽材料
目前，仪器仪表、家用电器、通讯工具、OA、CPU等的外壳 大多为热塑 性塑料制品。当它们在工作时，外界电磁波可进入体系内；体系产生的电磁波也可向外传播，相互干扰，严重时产生误动作。如果把切短碳与热塑性树脂造粒和注射成型，则可制出具有一定电阻率的壳体，具有屏蔽电磁波的功能。碳纤维增强水泥(CFRC)板材或碳纤维增强木材(CFRW可用来建造屏蔽房间。这种屏蔽房间既)可防止原来电磁波的侵入干扰，又可使屋内产生的电磁波被墙壁吸收，起到隔离屏蔽作用。普通工作室，经用碳纤维片材装饰后，也可起到屏蔽作用 。电磁波屏蔽材料主要是利用了碳纤维的导电性、复合性能和优良的加工成型性。
五、其他方面的应用
1、抗静电材料。煤矿的送风管道，因空气流动摩擦往往会产生静电，引发事故。如果在PVC中加入切短碳纤维而注射成型管材，电阻值可从1010Ω降低到 104Ω，起到防静电效果。同理，在橡胶输送带中加入切短碳纤维，不仅可防止摩擦产生的静电，而且还可提高输送带的力学性能。
2、卫星散热构架等部件。
3、利用碳纤维和石墨纤维的导电性能，可用来制造石墨炸弹，破坏敌方的电力设施和通讯系统等。
4、利用碳纤维及其复合材料的高导热性能。可用来制造高效热交换器，包括废热回收、地热能的利用和太阳能系统的热交换管。
5、非磁性导线。
碳纤维纸、碳纤维布、碳纤维带和碳纤维线已广泛用于工业和民用领域。作为电热元件，特别是在俄罗斯、乌克兰等国应用很普遍，如工业装置的加热器、冬季施工现场的大面积加热保温、冬季汽车行驶的加热器(包括司机座垫、靠背及水箱保温)、多种家用电器以及取暖保健用品等。这些电热器材属于低温型使用温度不超过200℃。因为碳纤维在350℃空气中开始氧化，氧化失重导致电阻率变化，电热性能不稳定，甚至带来危险。近年来，日本开发成功高温型电热器材。把碳纤维或碳毡封闭在耐热石英管中，通电后温度可达到上千度。
二、取暖与保健功能
碳纤维通电加热后热辐射红外波长在215-13μm之间,恰好是人体易吸收的波长范围，具有显著的生物效应。北京化工大学已研制出高温型碳纤维电热管。其特点是热导率大，升温快，散热迅速使用寿命长，且有医疗保健功能。
三、散热元件
中间相沥青基碳纤维P-120的热导率λ比铜还高，显示出优异的电热性能。研制高导热碳基材料是当前的热点课题之一。日本松下公司研制成碳基散热片，散热量是铜的2倍，重量仅为它的1/2，年产量达到8万余片，主要用于仪器仪表 、通讯器材和集成电路(IC)等方面；中科院山西煤炭化学研究所也正在研制高导热碳基材料，以满足市场需求。电子元件高度集成化、小型化和数字化是发展趋势。它们工作时产生热损耗的热量应及时散发，否则会降低其工作性能，严重时产生误动作。对于印刷线路板(PWB)或电子模块存储器(SEM)需匹配高效散热片。例如，宇宙飞船有几百个电子箱，每个电子箱有10～15个标准电子模块存储器，每个SEM PWB 单元在工作时约有25～35W的能耗；体系温度每上升10 ℃，元件和线路的可靠性将会降低一半。因此，高效散热片就显得格外重要。当前，碳基散热片研究的方向之——柔性高导热散热片，研究难度要比“硬”式散热片难得多。
四、电磁屏蔽材料
目前，仪器仪表、家用电器、通讯工具、OA、CPU等的外壳 大多为热塑 性塑料制品。当它们在工作时，外界电磁波可进入体系内；体系产生的电磁波也可向外传播，相互干扰，严重时产生误动作。如果把切短碳与热塑性树脂造粒和注射成型，则可制出具有一定电阻率的壳体，具有屏蔽电磁波的功能。碳纤维增强水泥(CFRC)板材或碳纤维增强木材(CFRW可用来建造屏蔽房间。这种屏蔽房间既)可防止原来电磁波的侵入干扰，又可使屋内产生的电磁波被墙壁吸收，起到隔离屏蔽作用。普通工作室，经用碳纤维片材装饰后，也可起到屏蔽作用 。电磁波屏蔽材料主要是利用了碳纤维的导电性、复合性能和优良的加工成型性。
五、其他方面的应用
1、抗静电材料。煤矿的送风管道，因空气流动摩擦往往会产生静电，引发事故。如果在PVC中加入切短碳纤维而注射成型管材，电阻值可从1010Ω降低到 104Ω，起到防静电效果。同理，在橡胶输送带中加入切短碳纤维，不仅可防止摩擦产生的静电，而且还可提高输送带的力学性能。
2、卫星散热构架等部件。
3、利用碳纤维和石墨纤维的导电性能，可用来制造石墨炸弹，破坏敌方的电力设施和通讯系统等。
4、利用碳纤维及其复合材料的高导热性能。可用来制造高效热交换器，包括废热回收、地热能的利用和太阳能系统的热交换管。
5、非磁性导线。
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