关于电热膜的一些知识

关于电热膜的一些知识

电热膜取暖器经过2007年的发展，现在已成为市场上的主流取暖器之一，在给厂家带来了良好的发展机遇的同时，也为消费者带来了一种非常时尚和适用的产品。但是伴随着这个新兴取暖器品种的发展，市场上出现了很多冒充电热膜的产品，用电热膜取暖器的外观，利用扁状的电热丝热件来制作发热体，造成产品质量参差不齐。

据报导，因为取暖器产品质量问题而引起火灾的案例屡有发生。于是，越来越多的人在问：倒底什么是电热膜？为什么市场上会出现如此多品种的电热膜产品？电热膜倒底有什么优缺点？它是安全的吗？厂家如何为自己的电器选择一个好的心脏？应该如何开发电热膜取暖器？消费者应该如何选择和分辨真正的电热膜产品？为此，我们整理了这份资料，以供技术人员和消费者参考。

选择真正电热膜产品，品质可以得到更好保证！

目前采用电热膜作为加热体的电暖器品牌有：美的、艾美特、澳珂玛、联创、佳星、永生、卡蒂亚、华生、熊猫、菊花、喜佳喜、海德堡、凯圣骆驼、喜牛、新科……第一部分：什么是电热膜及电加热的演变

一、电热膜技术简介

电热膜技术20世纪50年代起源于美国，经过近半个世纪的发展，我国的电热膜制造工艺达到了世界领先水平，并拥有了自己的专利。

电热膜技术的原理是将多种化学元素以分子、原子和离子的形式，在气相状态下发生复杂的物理变化及化学反应，于绝缘基材表面生成以离子键和原子键为主体的、具有半导体特性的导电发热层，改变了绝缘基材表面的特性，成为一种新型的电热材料。

二、电热膜技术功能特性

1、高效节能：因电热膜是面状发热，热交换面积大，再加上电热转换效率高（经国家热工检测中心检测，电热转换效率达96%以上），所以，同等功率，温升更快；同等温升，耗能更少，比传统电热元件更加节能省电。

2、加热速度快：温升快，一分种能达到热平衡，迅速加热室内空气。

3、辐射远红外波，具有理疗保健之功效。经国家红外及工业电热产品质量监督检验中心测试，辐射的远红外波长主要集中在4-14UM之间，此波段远红外线在国外被称为“阳光生命线”，广泛应用于保健领域。用于医疗保健时，该远红外波可直接穿透皮肤及皮下组织，作用于血管、神经末梢及淋巴管，引起分子共振，产生温热效应，起到活血化瘀，消炎止痛的功效，增强抵抗力。

4、热源柔和，不燥热，不耗氧，不降低室内空气湿度，人体取暖更舒适;

5、无噪音，无异味，在450℃以下工作时不发光，环保卫生，适宜高品质生活使用。

6、热启动电流小、耐电压冲击、耐蚀性强、可靠性高、长寿安全，经设计的电热膜产品寿命可达上万小时。

7、易于温控：热惯性小，同步升温，热场均匀，易于精确控温，也可用于负温环境加热。

8、电热膜几乎无厚度，透明度达到85%以上，可制作于各种不同形状基材之表面，如云母发热板材质轻薄，造型美观，可配套出非常薄的平板电暖器。

9、热件采用高科技电热膜技术，新技术，高科技，配套厂家的电器技术含量高。

10、电热膜属半导体材料，具有半导体的功率变化规律，具体表现为前期功率下降较快，在一定时间之后功率基本稳定的过程。

三、电加热方式的演变

1．合金电热丝：自1893年问世，被广泛应用至今，是较传统的加热方式。

因为电热丝是线状热源，散热面积较小，热辐射波呈三维扩散，部份电能被转化成光能，是强明火。依据能量守衡定律，电能转换效率仅达60%-70%。温升可达1100℃，电热丝易断裂，抗震性能差。

电热丝被用压、延、拉、伸的办法制成电热丝、电热棒、电热盘、电热片等，但不能随意功割使用。电热丝的生产技术已非常成熟，配套生产的家用电器，多为低端产品，竞争力低。电热丝属合金材料，环保门槛高，随着欧洲ROHS指令实行，某些电热丝配套的家用电器，已难进入欧美等高端市场。

2．PTC陶瓷：PTC是将导电材料经复合烧结而成。有居里点限制，350℃以上无法使用，电热效率达70%左右，无明火，是发热温控共同体，工作时瞬间电流达10万倍，只能用于小功率低温产品制造。不能按规律随意切割使用，抗震性能差。只能制作成小片状或圆状。

3．导电涂料（黑膜）：俗称黑膜。是将导电材料经喷涂或印刷在绝缘材料表面而成。是面状加热源，散热面积较大，加热时不发光，仅适用于低温加热，工作温度200℃以下，抗震性较好。但加热时发热层易脱落，性能不稳定。

4．氧化锡导电膜（电热膜）：氧化锡导电膜是博采众长，吸取PTC的复合烧结和导电涂料的表面涂覆加工，在气相状态下，经高温喷溅及复合烧结处理而成。上世纪五十年代，电热膜技术在美国发明世问，经过五十多年的探索发展，生产技术渐趋成熟，但达到工业化批量生产，也是近年来的事。

5.其它电加热方式：热微波加热、电磁涡流加热。是近年来出现的新的加热方式，

但不易形成电热材料。

四、电热膜的技术优点及与传统电加热元件的对比

电热膜已日益为人们所重视，并得到越来越广泛的使用，这是因为电热膜较之电热丝，半导体发热体（PTC）、卤素管、油汀等，有其特殊的优点。

电热膜是面状发热材料，与被加热体形成最大限度的导热面，热阻少，导热快。

通电加热时，热可以迅速传给被加热体，并且由于这种加热方式热导性好，所以不象电阻丝发红产生炽热高温，电热膜自身温度并不高，辐射热，损失很小，因此，用电热膜制作的电热器具，热效率相当高，一般可以达到90%以上，同时因降低了自身氧化问题而延长了寿命。而传统的电热丝、卤素管等，由于散热面小，与被加热体在靠其他物体间接传导，在电热转换过程中，电能所产生的热能不能很快传给被加热体，造成电热元件上热量过于集中，元件本身很快变得炽热，电能的很大一部份变成光能而散失，造成电热传导效率较低。一般的电热丝总是在炽热状态下使用，所以很容易产生氧化，使电阻越来越细，越来越脆，最终造成断路。

另外，电热膜的物理化学性能极其稳定。电热膜的本身耐磨性能良好，硬度为莫氏7-8级，相当于石英、黄玉的硬度。由于电热膜已与绝缘基材生成为一体，所以一般使用中的磨擦对膜毫无影响。用棉织物清洗不会损失膜层，其自身的熔点在10000度以上，在使用中耐热温度很高，热稳定性好，把电热膜分别在浓盐酸、浓硝酸60%的硫酸和1%的氢氧化钠中浸泡72小时，其性能无变化。只要不对电热膜加热元件造成物理损伤，电热膜几乎不会损坏。

第二部分：市场上类似的电热膜产品的性能对比

一、几种电热膜产品介绍及与传统电热元件的对比

下面，就以与电暖器配套的几种电热膜产品作一个简单介绍并与传统的电热元件作一个简单的对比：

一）、超薄远红外电热膜云母发热板

1、其特点有：

1)散热面积大，热效率高达96%，比传统电暖器更加节能省电。

2)温升快，一分种能达到最大热量，迅速加热室内温度。

3)辐射远红外波，具有理疗保健之功效。经国家红外及工业电热产品质量监督检验中心测试，辐射的远红外波长主要集中在4-14UM之间，此波段远红外线在国外被称为“阳光生命线”，广泛应用于保健领域。用于医疗保健时，该远红外波可直接穿透皮肤及皮下组织，作用于血管、神经末梢及淋巴管，引起分子共振，

产生温热效应，起到活血化瘀，消炎止痛的功效，增强抵抗力。

4)热源柔和，不燥热，不耗氧，不降低室内空气湿度，人体取暖更舒适;

5)无噪音，无异味，无光污染，环保卫生，适宜高品质生活使用。

6)全并联电路设计，经久耐用，寿命长达3000小时以上。

7)热件本身表面绝缘，配套的电暖器可设计出多重绝缘，安全可靠。

8)材质轻薄，配套的电器产品造型美观。

9)热件采用高科技电热膜技术，以天然云母为基材制造，新技术，高科技，配套的电暖器技术含量高。

2、远红外电热膜发热板与市场上现有类似产品的对比分析

目前在市场上，用云母为基材制作的电热板主要有三种：电热丝云母电热板、黑膜云母电热板及健坤牌云母电热板。现分别对三种发热板作如下对比：

1）、黑膜云母电热板

黑膜同属于电热膜的范畴，是有机不透明电热膜。有机电热膜的构成又有聚合物电热膜和添加型电热膜。目前实际应用较多的是在成膜物质中添加炭黑、石墨或二者混合使用，俗称黑膜。制膜的工艺以涂覆和丝网印刷为常用。大多数电热膜的成膜和使用需要载体，应用较多的载体材料是玻璃、陶瓷和云母等。

性能对比：

A.物理安全性能。由于黑膜的制作工艺是涂覆和丝网印刷在绝缘基材的表面，所以在电热膜中是最厚的一种，厚度达到0.3-0.5毫米。就如字印在纸上一样，总是有可以擦除的一层，由于膜层与云母层在受热后膨胀系数不同,造成热量不易排除，反复加热冷却后,最终在膜层与云母基材之间形成气泡层,导致膜层容易脱落或者出现裂纹。而健坤电热膜技术在热件的制作过程中，已与基材表面生成为一体（生长在基材的分子结构里面），膜体几乎无厚度，所以不存在受热后电热膜膨胀起层的现象。

B.适合于制作小功率密度产品。单片功率密度一般在0.5W每平方厘米以下，表面温度只能达到200度以下,这就要求厂家做大功率取暖器的时候外观尺寸得做很大，成本增加。而电热膜云母板经设计，功率密度可达到0.65-0.7W每平方厘米，表面温度可达到260-300度，可方便厂家设计造价经济的整机，同时不降低温度，达到经济的取暖效果。

C.单印刷电极电路载流不畅。而健坤电热膜发热板的内部热件联接线全部采用导电导热性能极好的铜网和银电极相结合，同时采用物理硬联接和软联接双联接共

同作为联接方式，有效保证电路安全。

D.黑膜的制作工艺是混合胶粘，所以在高温状态下胶散发出的味道非常严重，消费者可以非常直观的得知产品的品质。而且黑膜产品没有通过欧盟ROSH历史。而我司的产品不但通过了ROSH，为厂家出口铺平道路，而且是全无胶工艺，只在产品前几小时有轻微云母味道外，长期使用几乎无味。

综上所述，黑膜作为电热膜领域的一种早期产品，有其一定的低温应用领域，但是不论在产品品质，使用寿命，厂家卖点，表面温度等等方面来说都是一种不太适用于属中温加热领域的电暖器产品的热件，从长远来看，在电暖器领域是一种夕阳热件。况且在厂家使用过程中，也不断的有很多质量问题反映出来，给厂家造成了极大的损失。比如2005年慈溪附海某著名厂家就因为采用黑膜出口，结果倒致了高达20%的次品和全部的退货。

2）、电热丝云母电热板

严格来讲，电热丝电热板并不能叫电热膜发热板，因为其实质是将传统的圆形电热丝压扁成扁状电热丝，固定在云母绝缘基材的里面，所以其拥有传统电热丝的特点，但并不具备电热膜的优点，是一种老酒装新瓶的制作方法。

故我们将其定位于传统的电热元件。

电热丝的制作方法：

用于云母电热板内的电热丝是先将电热合金材料压成只有零点几个毫米的薄板，再采用腐蚀或者激光切割的方法让其成型，再采用胶粘的方法把电热丝粘在云母基板上，通过高强度压铸成型。电热丝的特点是温度高，功率密度可做大。

电热丝的特点及与电热膜产品对比：

A、安全性能

a)电热丝云母电热板由于采用胶粘工艺，金属发热丝与云母板在加热后膨胀系数不同而容易分层。同时，在高温状态下胶挥发掉后以后就容易脱落，经过冷热交替变化后电热丝极易脱落短路。而健坤电热膜产品完全是机械连接，无胶工艺，不会脱落，非常安全。

b)电热丝在电极引出处（电热丝与电源线连接处）本身也在发热，导致连接处过热氧化，引起虚连打火。甚至在一些配套厂家的成品中出现了接线盒处烧一个大黑洞的现象。健坤电热膜产品在连接处完全不发热，而且通过软垫连接，永不松动。

c)独创安全自救技术。如果出现极端异常情况（过载、过热），电热丝会一直发热，直至将周围物体全部烧毁而自己不坏，此过程有可能会引燃木地板、地毯等易燃物，引起灾难性后果。某公司2005年采用电热丝云母板出口到阿根廷就出

现了接线盒处起火烧毁的事故，所以2006年才全部淘汰了电热丝云母板。而在任何极端情况下，按照航天安全理念设计的电热膜会自行熔断以降低功率及温度直至完全停止工作，不再发热，不会引起火灾等危险。

B、环保要求

由于电热丝的特定胶粘工艺，使其胶在高温时会挥发出难闻的气味，并且该气味中经检测含有甲醛，欧洲客户特别注重。而健坤电热膜产品是完全无胶工艺，无味环保，有SGS环保报告。

C、强于碳纤维的远红外波理疗

经国家红外及工业电热产品质量监督检验中心测试，健坤电热膜辐射的远红外波长73%-78%主要集中在4-14UM之间，此波段远红外线在国外被称为“阳光生命线”，广泛应用于保健领域。用于医疗保健时，该远红外波可直接穿透皮肤及皮下组织，作用于血管、神经末梢及淋巴管，引起分子共振，产生温热效应，起到活血化瘀，消炎止痛的功效，增强抵抗力。

D、节能省电

电热丝为线状发热，散热面积小。而电热膜是面状发热，热交换面积大，经国家热工检测中心检测，电热转换效率达96%以上，同时辐射效率达到了78%，所以，同等功率，同等温升，比传统电热元件更加节能省电。对消费者来说，同等的热感和取暖效果，用电热膜产品时可以达到花1600W的钱享受2000W的效果。

E、返修率低

电热丝电热板采用的是串联电路设计，如果某一处损坏，那么整台电暖器就不发热，而我司产品采用的是全并联电路设计，如果出现极端情况，一个热件即使损坏，也并不影响其它热件工作。通过几年的市场来看，我司电热膜配套的厂家产品返修率只达到0.5‟，而电热丝返修率以百分率计。

F、供货能力强

电热丝在制作过程中必须经过高强度压制以保证胶粘的牢度，这个过程需要7-8个小时，从而大大限制了其生产效率，供货量和时间很难保证。电热膜云母板的生产能力目前我司的生产能力是5000-10000张／日。

G、功率变化

作为半导体发热材料的固有规律，其功率衰减特性容易被客户质疑而认为是一种缺点。但基于我司对电热膜技术的深刻理解和成熟的生产工艺控制手段，其功率衰减特性稳定可控在一定幅度之内，可以满足客户或商检的需要。对消费者来说还可以节省一定的电费。

H、产品开发建议

某些电热丝板厂家为降低成本，通常将功率密度设计得较大。但从这几年在云母发热板的实际应用来看，把电热丝的功率密度一味做大是一种非常危险的行为，造成了厂家大量的安全隐患和退货，特别是给出口企业造成了极大的损失和恶劣的影响，时有引起火灾的报道。

所以，功率密度的合理设计，是高质量产品开发的基础，也是各个整机设计工程师和企业经营者在产品开发初期必须谨慎关注的一个问题。电热膜在设计时功率密度越低，功率衰减程度就越轻，寿命越长。但从经济性和性价比等方面考虑，我们建议最大功率密度不应超过0.68W/cm2，最佳功率密度设计应在

0.6-0.65W/cm2。

附:功率密度的计算公式：长（厘米）X宽（厘米）X0.6~0.65＝功率

3、云母发热板产品分类介绍

1)、对流式

运用于对流取暖器的云母电热板，它是利用冷热空气密度不同，热空气上升冷空气下降产生对流，迅速加热室内空气。

对流式电暖器是市场上比较流行并被消费者广泛接受并喜爱的产品。因为对流式云母板取暖器是与空气充分接触，所以散热效果是最好的，热效率也最高，其主要功效是通过两面辐射加热人体，通过对流加热室内空气，同时我们也可以利用上升的热气来烘烤某些衣物等。

油汀的缺点及与电热膜产品的对比：

a)油汀由于是将导热油加热再通过金属外壳加热空气，所以发热比较慢，一般温升在20-30分钟。而我司产品一般在1分钟内就能达到热平衡（最高温度），温升迅速。

b)现在的油汀由于市场竞争的考虑，铁皮已经越来越薄，导热油热胀后易爆炸。国内外已经出现过很多这样的事故。我司产品在450度正常工作状态下无明火，无爆炸危险。

c)导热油回收非常困难且费用高昂，如果处理不当，对环境污染严重。所以目前欧洲已经在限制电热油汀的进口或者将成本转嫁到中国国内厂商，比如要求厂商自己回收油等，所以厂家利润越来越薄。而我们的产品完全符合ROSH标准，环保健康，前景广阔。

d)油汀是一个电热容器，在使用前有一个长时间升温过程，而在使用后也有一个长时间的降温过程，也就是说，当人们关机离开后，油汀还在高热状态，这个过

程，不但有安全隐患，而且浪费了大量的热能，从而浪费了消费者的电费。

而云母板具有即开即热，即关即凉的特性，不浪费，无安全隐患。

2）、辐射式

运用于平板取暖器的云母电热板，它是通过在云母板里面添加铝铂反射层的方法，强制将热量通过一面散发，所以可以做成非常薄的平板电暖器及壁挂式取暖器。

平板取暖器通过辐射可很好的对面为人身体加热，即坐在取暖器对面的人热感非常强烈，而同时也通过一部分对流上升的热量同时加热室内空气。平板取暖器是目前欧洲非常流行且档次较高的电暖器，并普遍被厂商所看好。是近几年才出现的一种新型的电暖器。

综上所述，云母发热板配套的电暖器的意义不但是可以制造出一种新型、美观、时尚、环保、高性能的电暖器，而且还会成为传统电暖器的替代品和升级品。

第三部分如何开发电热膜电器

油汀的量一直都是国内外销量最大的电暖器品种之一，而随着油汀的问题不断的涌现，再加上有些国家对油汀的限制性政策，国际电暖器市场需要相同档次的新型，环保，安全，高效的取暖器来取代油汀。二是本身这款产品的原型就是来源于国外，而之前大部分厂家是通过ODM返销国外，经过几年的市场推广，已经被市场所认识接受。三是，在实际使用中，该种电暖器以更安全，更环保，更节能，外观漂亮大方，本身无光，无味，无躁音，不躁热等优势顺应了老外对高品质安全健康生活的追求。四是，老产品的问题不断的涌现，各国对环保的要求越来越高，再加上多年来采用传统电热元件制造的产品已经产生使用疲劳和视觉疲劳，所以采用电热膜云母板开发的电暖器一路高歌，每年以翻倍的速度发展。

电暖器发展的方向是更加安全，更加节能和更加环保，其次才是附加功能。正因为电热膜云母发热板更符合这些未来的要求，所以采用这种热件的电暖器才拥有了长久发展的生命力。以多年来国内外家电发展的规律，新型电暖器一般都是在国外首先使用起来，发展到某一阶段的时候国内仿制，既而也在国内流行的过程。可以预见，电热膜云母板取暖器，是未来电暖器领域一个重要的方向性产品。

1、从功能上来说，对流式和辐射式是两个不同功效的产品。对流式主要加热室内空气，辅助给人体加热。而辐射式主要是给人体加热，辅助加热室内空气。实际上，所谓的对流和辐射只是在某一加热方式上的强弱不同而已，强对流的时候也在弱辐射，强辐射的时候也在弱对流。在市场上，对流式和辐射式一直以来都有一大批支持者，一半对一半，说明消费者的喜好有互通性和独特性，通俗一点讲就是萝卜青菜各有所爱。如果你的客户全是喜欢对流式的，那么你就只开对流式的；如果你的客户全是喜欢辐射式的，那么你也只开辐射式的好了。可是，实际情况是，你的客户既有喜欢对流的也有喜欢辐射的，你应该怎么办？

2、从热使用效率来说，对流式取暖器因为热件直接裸露于空气中，热交换更好，热效率更高，适合追求功效的用户。而辐射式取暖器因为热件和整机后面都要添加反射板，所以背面热量散发出来需要较对流式更长的时间，热效率逊于对流式取暖器。

3、从外观上来说，辐射式平板取暖器可以做成壁挂式，同时又不影响放在地上使用，造型更大方，美观，更能融入现代家庭的装修风格和结构。而对流式云母取暖器虽然也可以做成超薄的外观，但只能放在地上使用。所以辐射式在外观上更有优势。

4、从成本上来说，辐射式云母取暖相对来说技术要求高，外壳使用铁皮多，模具投入较大，而对流式云母取暖器技术要求相对较低，两面都是网罩，模具投入少，整机造价比辐射式低20-30元，所以成本更有优势。这个价格差可以更好的为我们企业的产品定位，形成价格差和档次差，覆盖更广泛的消费群体。