編號：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（中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所） 國家林業(yè)局林產(chǎn)化學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國林業(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)利用國家工程實(shí)驗(yàn)室（中國林業(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,具有廣闊的市場前景,為避免碳纖維紙張在使用過程中出現(xiàn)安全隱患,需對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在通電加熱條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,電阻值變化趨勢趨于穩(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。
