[发明专利]高定向高效发热体的制备方法、系统及设备

说明书

本发明属于发热体技术领域，具体涉及一种高定向高效发热体的制备方法、系统及设备，其中高定向高效发热体的制备方法包括：将聚酰亚胺纤维合股；对合股后的聚酰亚胺纤维进行定型；将定型后的聚酰亚胺纤维缠绕在石墨治具上；将石墨治具放置于炭化炉中进行炭化；以及在炭化后进行石墨化，制成定向导热发热体，实现了采用聚酰亚胺纤维高温炭化石墨化得到具有定向排列的石墨晶体结构，导热性能优异，发热快，电热转化率高，且工艺简单成本低。

技术领域

本发明属于发热体技术领域，具体涉及一种高定向高效发热体的制备方法、系统及设备。

背景技术

现有电热体多为金属电热体和碳纤维电热体，金属电热体升温速度慢，表面温度低。碳纤维电热体具有升温速率快，电热转换效率高，远红外辐射优异性能。但目前所采用的的碳纤维电热体为聚丙烯基碳纤维长丝缠绕定型制成，工艺复杂成本高，且只能通过长度调整电阻，应用范围有限。

因此，基于上述技术问题需要设计一种新的高定向高效发热体的制备方法、系统及设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种高定向高效发热体的制备方法、系统及设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高定向高效发热体的制备方法，包括：

将聚酰亚胺纤维合股；

对合股后的聚酰亚胺纤维进行定型；

将定型后的聚酰亚胺纤维缠绕在石墨治具上；

将石墨治具放置于炭化炉中进行炭化；以及

在炭化后进行石墨化，制成定向导热发热体。

进一步，所述将聚酰亚胺纤维合股的方法包括：

将聚酰亚胺纤维合股，编织成绳状；

聚酰亚胺纤维合股的股数为5-200股。

进一步，所述对合股后的聚酰亚胺纤维进行定型的方法包括：

常温下将绳状编织物浸渍定型树脂，并且浸渍时间为1-50h。

进一步，所述定型树脂为环氧树脂、酚醛树脂或聚乙烯醇树脂。

进一步，所述将定型后的聚酰亚胺纤维缠绕在石墨治具上的方法包括：

将浸渍定型的绳状织物缠绕在石墨治具上，形成螺旋状。

进一步，所述将石墨治具放置于炭化炉中进行炭化的方法包括：

炭化温度为500-1300度；

真空度为100-500Mpa；

炭化时间为5-32h。

进一步，所述在炭化后进行石墨化，制成定向导热发热体的方法包括：

进行石墨化的方法为：石墨化温度为1800-2600度，在石墨化过程中采用惰性气体保护，以及石墨化时间为12-48h；

将石墨化后的发热体取出，冷却定型制成定向导热发热体。

第二方面，本发明还提供一种高定向高效发热体的制备系统，包括：

合股模块，将聚酰亚胺纤维合股；

定型模块，对合股后的聚酰亚胺纤维进行定型；

螺旋模块，将定型后的聚酰亚胺纤维缠绕在石墨治具上；

炭化模块，将石墨治具放置于炭化炉中进行炭化；以及

石墨化模块，在炭化后进行石墨化，制成定向导热发热体。