[发明专利]面热源

说明书

技术领域

本发明涉及一种面热源，尤其涉及一种基于碳纳米管的面热源。

背景技术

热源在人们的生产、生活、科研中起着重要的作用。面热源是热源的一 种，其特点为面热源具有一平面结构，将待加热物体置于该平面结构的上方 对物体进行加热，因此，面热源可对待加热物体的各个部位同时加热，加热 面广、加热均匀且效率较高。面热源已成功用于工业领域、科研领域或生活 领域等，如电加热器、红外治疗仪、电暖器等。

现有面热源一般包括一加热层和至少两个电极，该至少两个电极设置于 该加热层的表面，并与该加热层的表面电连接。当连接加热层上的电极通入 低电压电流时，热量立刻从加热层释放出来。现在市售的面热源通常采用金 属制成的电热丝作为加热层进行电热转换。然而，电热丝的强度不高易于折 断，特别是弯曲或绕折成一定角度时，因此应用受到限制。另外，以金属制 成的电热丝所产生的热量是以普通波长向外辐射的，其电热转换效率不高不 利于节省能源。

非金属碳纤维导电材料的发明为面热源的发展带来了突破。采用碳纤维 的加热层通常在碳纤维外部涂覆一层防水的绝缘层用作电热转换的元件以代 替金属电热丝。由于与金属相比，碳纤维具有较好的韧性，这在一定程度上 解决了电热丝强度不高易折断的缺点。然而，由于碳纤维仍是以普通波长向 外散热，故并未解决电热转换率低的问题。为了解决上述问题，采用碳纤维 的加热层一般包括多根碳纤维热源线铺设而成。该碳纤维热源线为一外表包 裹有化纤或者棉线的导电芯线。该化纤或者棉线的外面浸涂一层防水阻燃绝 缘材料。所述导电芯线由多根碳纤维与多根表面粘涂有远红外涂料的棉线缠 绕而成。导电芯线中加入粘涂有远红外涂料的棉线，一来可增强芯线的强度， 二来可使通电后碳导纤维发出的热量能以红外波长向外辐射。

然而，采用碳纤维纸作为加热层具有以下缺点：第一，碳纤维强度不够 大，容易破裂，需要加入棉线提高碳纤维的强度，限制了其应用范围；第二， 碳纤维本身的电热转换效率较低，需加入粘涂有远红外涂料的棉线提高电热 转换效率，不利于节能环保；第三，需先制成碳纤维热源线再制成加热层， 不利于大面积制作，不利于均匀性的要求，同时，不利于微型面热源的制作。

有鉴于此，确有必要提供一种面热源，该面热源强度大，电热转换效率 较高，有利于节省能源且发热均匀，面热源的大小可控，可制成大面积面热 源或者微型面热源。

发明内容

一种面热源，该面热源包括一第一电极、一第二电极和一加热层。所述 第一电极和第二电极间隔设置于该加热层上，并与该加热层电接触。该加热 层包括一碳纳米管层，且该碳纳米管层包括各向同性、沿一固定方向取向或 不同方向取向择优排列的多个碳纳米管。

与现有技术相比较，所述的面热源具有以下优点：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 的面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，所以该面热源具有升温迅速、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是本技术方案实施例提供的面热源的结构示意图。

图2是图1的II-II剖面示意图。

图3为本技术方案实施例提供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4为本技术方案实施例提供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面热源。

请参阅图1及图2，本技术方案实施例提供一种面热源10，该面热源 10包括一基底18、一反射层17、一加热层16、一第一电极12、一第二电极 14和一绝缘保护层15。所述反射层17设置于基底18的表面。所述加热层 16设置于所述反射层17的表面。所述第一电极12和第二电极14间隔设置， 并与该加热层16电接触，用于使所述加热层16中流过电流。所述绝缘保护 层15设置于所述加热层16的表面，并将所述第一电极12和第二电极14覆 盖，用于避免所述加热层16吸附外界杂质。