纳米电热膜技术及在民用电热产品中的应用

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納米電熱膜技術及在民用電熱產品中的應用第一部分：電熱膜技術

1.概述：

電發熱技術從發明至今已經超過百年，在這百年歷史中始終是電熱絲佔領主導地位，製作電熱絲的電熱合金材料可分為二大類：一類是鐵鉻鋁合金系列，另一類是鎳鉻合金系列。

鐵鉻鋁合金（1Cr13Al40Cr25Al50Cr21Al60Cr21Al6Nb0Cr27Al7Mo2等）系列其使用溫度高，最高使用溫度可達1400度，使用壽命長、表面負荷高、抗氧化性能好、電阻率高，價格便宜等優點。同時也有明顯的缺點，主要是高溫強度低，隨著使用溫度升高其塑性增大，元件易變形，不易彎曲和修復。

鎳鉻電熱合金（Cr20Ni80）系列最主要的優點是：高溫時其抗張強度，雖然較「鐵鉻鋁?材質為高，高溫使用下不易變形，其結構不易改變，塑性較好，易修復，其輻射率高，無磁性，耐腐蝕性強，使用壽命長等。但其相對的缺點是：由於採用較為稀缺且價格較高的鎳金屬材料製成，故該系列產品價格高出鐵鉻鋁最多達幾倍，使用溫度也較鐵鉻鋁合金低。

無論哪一種電熱絲它們的發熱機理是相同的，其電熱轉換效率很難突破90%(電熱轉換效率：電熱絲通電工作時，產生的熱能量與所消耗的電能量的比值)，在節能、環保呼聲日益高漲的今天，能耗效率更高、成本更低、應用方法更簡單的電發熱技術應運而生「納米金屬氧化物電發熱膜技術?終於走出了實驗室，進入了人們的生活、生產、科技等領域。

2.技術描述：

2.1.「納米金屬氧化物電發熱膜技術?(N-MOF)採用精確的化學配方、嚴謹的配方流程、

科學的成型工藝，在耐熱玻璃、導熱陶瓷、耐火材料等等耐高溫材料的表面，製備一

層厚度為准納米級的金屬氧化物透明導電膜，該導電膜具有：優良的耐酸鹼腐蝕能力；

硬度高——可與石英、黃玉相當；附著力強——可抗普通刀具的刮刻、磨擦；其電阻

率低至4×10-4Ω·cm；功率密度可達40W/cm2；可見光透過率大於93%；安全工作溫

度高達650℃；使用壽命長達5萬小時……等突出的優越性能。

2.2.太陽光不僅給地球帶來了光明，更帶來了熱量及溫暖。太陽光按照波長可以劃分成：

紅外線、可見光、紫外線……等，其能量分佈：波長較短的紫外線占7%（短於400nm），

具有很強的殺菌消毒功能；可見光占71%（波長400nm~700nm），由紅、橙、黃、

綠、藍、靛、紫七種顏色組成；紅外線占22%（700nm以上），包括波長750~1500nm

的近紅外線、波長1.5~6μm中紅外線和波長6.0~1000μm的遠紅外線。太陽光中的熱能主要集中在紅外線部分，尤其是遠紅外線部分，而可見光部分的熱能不足3%。

納米金屬氧化物電熱膜的電熱轉換能量恰恰集中在紅外到遠紅外部分，所以其電熱轉換效率比電熱絲的最高轉換效率高出30%以上。

2.3.二十世紀初，德國物理學家發現遠紅外線對“溫熱治療”有明顯的效果，從此遠紅外

線被世界各國的醫學界用於人體保健、創傷治療等物理治療，同時紅外線也被廣泛用於桑拿浴、蒸汽房、健康電熱毯、溫熱治療器。納米金屬氧化物電熱膜技術所產生的紅外線和遠紅外線熱能與醫療保健應用的紅外線完全相同，而且能量更集中，能效更突出、治療效果更明顯。

2.4.傳統電熱絲因為熔點高達1300℃以上，所以生產時需要加溫到熔點以上的溫度，能

耗非常大；同時防止重金屬污染也將提高成本。所以傳統電熱絲的綜合能耗相當巨大的。納米金屬氧化物電熱膜只需要≤800℃的工業中溫環境，且環境友好，綠色環保。

3.優點：

3.1.綠色環保；

3.2.高效節能；

3.3.成本低廉；

3.4.健康益壽；

3.5.新穎神奇；

3.6.應用廣泛。

4.已知缺點：

4.1.使用溫度局限於450℃以下；

4.2.對基材要求嚴格；

4.3.規模化生產經驗尚嫌不足。

第二部分：產品及應用

1.電熱管產品：以玻璃管（或陶瓷管）為載體，在玻璃管的外壁製作電熱膜，管的內部供

水的流通，只要功率和控制電路設計得當，就可以在管內的水流動的過程中直接加熱，收到即開即熱的效果，從而簡單而有效地實現了水/電隔離，同時又保證電-熱轉換效率最高。採用此技術可以派生出一系列的民用電熱產品：

1.1.「直熱即開式?電熱飲水機：

1.2.直熱式沐浴用電熱水器：

2.透明電熱家電產品：充分利用電熱膜的透明特性，與玻璃工藝相配合，可以製作出令人

耳目一新的“全透明”電熱產品：

2.1.採用電熱膜加熱的全透明真空保溫自加熱飯盒：

結構示意圖

2.2.全透明電熱水壺：

2.3.全透明超薄電熱爐：

3.生命健康與節能取暖產品：利用納米電熱膜電熱轉換效率高、“面發熱”及遠紅外發熱

有益健康的特性，可以製作多種形式之電熱取暖設備,包括：

3.1.高性能電熱地磚：

3.2.電熱牆面磚：

3.3.電熱地腳線：

3.4.電熱壁畫：

4.其他工業產品：納米電熱膜產品具有電熱轉換效率高、發熱速度快（毫秒級）、大面積

發熱、基材具有極高的化學穩定性等特點，從而在工業電熱應用中，可以開發出特性優良、價格極低廉、長壽高效的高科技工業用產品。

4.1.用於電化學加工行業的高穩定性電熱管：

4.2.塑膠射出成型機設備的送料筒電加熱圈：

4.3.工業電熱水鍋爐：

4.4.工業電熱蒸汽爐：

Marco T.W.Chen

ELSA Optical Technology Inc., https://www.360docs.net/doc/718057583.html,