[发明专利]线热源

说明书

技术领域

本发明涉及一种线热源，尤其涉及一种基于碳纳米管的线热源。

背景技术

热源在人们的生产、生活、科研中起着重要的作用。线热源是常用的热 源之一，被广泛应用于电加热器、红外治疗仪、电暖器等领域。

请参见图1，现有技术提供一种线热源10，其包括一中空圆柱状支架102； 一加热层104设置于该支架102表面，一绝缘保护层106设置于该加热层104表 面；两个电极110分别设置于支架102两端，且与加热层104电连接；两个夹紧 件108分别将两个电极110与加热层104卡固在支架102两端。其中，加热层104 通常采用一碳纤维纸通过缠绕或包裹的方式形成。当通过两个电极110对该线 热源10施加一电压时，所述加热层104产生焦耳热，并向周围进行热辐射。所 述碳纤维纸包括纸基材和杂乱分布于该纸基材中的沥青基碳纤维。其中，纸 基材包括纤维素纤维和树脂等的混合物，沥青基碳纤维的直径为3～6毫米， 长度为5～20微米。

然而，采用碳纤维纸作为加热层具有以下缺点：第一，碳纤维纸厚度较 大，一般为几十微米，使线热源不易做成微型结构，无法应用于微型器件的 加热。第二，由于该碳纤维纸中包含了纸基材，所以该碳纤维纸的密度较大， 重量大，使得采用该碳纤维纸的线热源使用不便。第三，由于该碳纤维纸中 的沥青基碳纤维杂乱分布，所以该碳纤维纸的强度较小，柔性较差，容易破 裂，限制了其应有范围。第四，碳纤维纸的电热转换效率较低，不利于节能 环保。

有鉴于此，确有必要提供一种线热源，该线热源重量较小，强度大，可 以做成微型结构，应用于微型器件的加热，且电热转换效率较低，利于节能 环保。

发明内容

一种线热源，其包括一线状基底、一加热层以及两个电极，所述加热层 设置于线状基底的表面，所述两个电极间隔设置于加热层的表面，并分别与 该加热层电连接，其中，所述的加热层为一将碳纳米管阵列碾压形成的碳纳 米管层，且该碳纳米管层由沿一固定方向取向或不同方向取向有序排列的多 个碳纳米管构成，所述碳纳米管层中的碳纳米管之间部分交叠，碳纳米管层 中的碳纳米管之间通过范德华力相互吸引，紧密结合，使得该碳纳米管层具 有很好的柔韧性，弯曲折叠成任意形状而不破裂，所述碳纳米管层直接缠绕 或包裹设置于所述线状基底的表面。

与现有技术相比较，所述的线热源具有以下优点：第一，碳纳米管可以 方便地制成任意尺寸的碳纳米管层，既可以应用于宏观领域也可以应用于微 观领域。第二，碳纳米管比碳纤维具有更小的密度，所以，采用碳纳米管层 的线热源具有更轻的重量，使用方便。第三，碳纳米管层的电热转换效率高， 热阻率低，所以该线热源具有升温迅速、热滞后小、热交换速度快的特点。 第四，所述的碳纳米管层可以通过碾压碳纳米管阵列直接获得，易于制备， 成本较低。

附图说明

图1为现有技术的线热源的结构示意图。

图2为本技术方案实施例的线热源的结构示意图

图3为图2的线热源沿线III-III的剖面示意图。

图4为图3的线热源沿线IV-IV的剖面示意图。

图5为本技术方案实施例采用的包括沿不同方向择优取向排列的碳纳米 管的碳纳米管层的扫描电镜照片。

图6为本技术方案实施例采用的包括沿同一方向择优取向排列的碳纳米 管的碳纳米管层的扫描电镜照片。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案线热源。

请参阅图2至图4，本技术方案实施例提供一种线热源20，该线热源 20包括一线状基底202；一反射层210设置于该线状基底202的表面；一加 热层204设置于所述反射层210表面；两个电极206间隔设置于该加热层204 的表面，且与该加热层204电连接；以及一绝缘保护层208设置于该加热层 204的表面。所述线热源20的长度不限，直径为0.1微米～1.5厘米。本实施 例的线热源20的直径优选为为1.1毫米～1.1厘米。