編號(hào)：CYYJ04056
篇名：碳纖維紙張電熱及溫敏性效應(yīng)研究
作者：李紅斌 房桂干 鄧擁軍 施英喬 韓善明 焦健 盤愛享
關(guān)鍵詞： 碳纖維單絲 碳纖維紙 溫敏效應(yīng) 電學(xué)特性 電熱效應(yīng)
機(jī)構(gòu)： 江蘇省生物質(zhì)能源與材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所） 國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)化學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所） 生物質(zhì)化學(xué)利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)
摘要： 碳纖維紙張可作為優(yōu)良的面狀發(fā)熱材料,若將其作為采暖地板中的電熱元件,可實(shí)現(xiàn)地板、采暖一體化,具有廣闊的市場(chǎng)前景,為避免碳纖維紙張?jiān)谑褂眠^(guò)程中出現(xiàn)安全隱患,需對(duì)碳纖維在碳纖維紙張中的電熱和負(fù)溫度系數(shù)(NTC)效應(yīng)的作用機(jī)制進(jìn)行研究。為了探究碳纖維紙張?jiān)谕娂訜釛l件下電熱及電阻隨溫度變化的規(guī)律,采用紅外熱成像儀、體式顯微鏡等儀器分析了碳纖維單絲、搭接單絲、平行單絲及碳纖維紙張4種發(fā)熱單元的電熱和溫敏效應(yīng),結(jié)果表明:碳纖維單絲、搭接單絲及碳纖維紙張表面溫度變化趨勢(shì)均隨著輸入功率的增加呈現(xiàn)線性增加,在單絲平行方向和垂直方向溫度均呈GaussAmp方程曲線分布,碳纖維單絲相互距離等于或者小于0.8 cm,即可將兩單絲間溫度不均勻度控制在1℃以內(nèi);通電加熱初期,發(fā)熱單元電阻隨溫升的增加而急劇下降,當(dāng)碳纖維單絲加載80 mW功率(即單絲溫度接近35℃),紙張加載2000 mW功率(即紙張表面溫度接近97℃)時(shí),電阻值變化趨勢(shì)趨于穩(wěn)定,表明碳纖維單絲及碳纖維紙張均具有明顯的NTC效應(yīng),并且發(fā)熱單元中搭接單絲的NTC效應(yīng)和電熱效應(yīng)在碳纖維紙張中起著主導(dǎo)作用,這對(duì)于創(chuàng)制適宜的采暖地板發(fā)熱元件具有積極的指導(dǎo)意義。
