碳纖維基本知識(shí)
碳纖維（Carbon Fiber）是一種以聚丙烯腈（PAN）、瀝青、粘膠纖維等為原料，經(jīng)預(yù)氧化、碳化、石墨化而制得的含碳量大于90%的高強(qiáng)、高模、耐高溫特種纖維。碳纖維是一種與人造絲、合成纖維絲一樣的纖維狀碳材料。通常的碳纖維是指由碳和石墨所制備成的碳纖維材料。
碳纖維是一種新型的高性能纖維增強(qiáng)材料，它具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和遠(yuǎn)紅外輻射等諸多優(yōu)異性能。它可以依復(fù)合材料形式減輕構(gòu)件重量，從而提高構(gòu)件的技術(shù)性能?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航天、航空、新型紡織機(jī)械、石油化工、醫(yī)藥器械、汽車(chē)、機(jī)械制造、建筑行業(yè)、文體用品、電信、電加熱等*領(lǐng)域。它的廣泛應(yīng)用將會(huì)*地改變我們的生活方式和提高我們的生活質(zhì)量。
用碳纖維復(fù)合的工程材料優(yōu)于金屬材料，其抗拉強(qiáng)度高于鋼材3-4倍；剛度高于2-3倍；耐疲勞性高于2倍；重量比鋼材輕3-4倍；熱膨脹小4-5倍。碳纖維作為電熱材料具有升溫迅速、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能和遠(yuǎn)紅外*等優(yōu)異性能。有效的解決了金屬發(fā)熱體易氧化、使用壽命短的缺點(diǎn)。因此碳纖維的出現(xiàn)使纖維復(fù)合材料和電熱材料具有更廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。
隨著各種纖維材料增強(qiáng)技術(shù)逐漸變的與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣重要及電熱性能的優(yōu)異，碳纖維材料的發(fā)展過(guò)程先后因起了諸多發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的關(guān)注，才有了碳纖維材料今天大力發(fā)展的形勢(shì)。在碳纖維材料的研究和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，科技工作者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，碳纖維材料是進(jìn)入二十一世紀(jì)的有誘惑的纖維增強(qiáng)材料和電熱材料。
★碳纖維紅外線石英電熱管
碳纖維發(fā)熱體是本世紀(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的高科技材料，它的出現(xiàn)在電熱領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)新的革命，碳纖維發(fā)熱體替代金屬發(fā)熱體將成為一種必然的趨勢(shì)。
碳纖維紅外線石英電熱管是一種區(qū)別于金屬絲、鹵素等傳統(tǒng)電熱管的高科技產(chǎn)品，具有使用壽命長(zhǎng)、電熱轉(zhuǎn)換效率高、紅外線輻射、健康環(huán)保等優(yōu)異性能。
一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介：1、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
本產(chǎn)品發(fā)熱體基材為進(jìn)口碳纖維發(fā)熱體，具有功率余量大、耐高溫、高熱能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、且功率可隨意調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。碳纖維紅外線石英電熱管產(chǎn)品，符合GB／T2423、3-1993電子電工產(chǎn)品基本環(huán)境實(shí)驗(yàn)規(guī)規(guī)程，試驗(yàn)Ca：恒定濕熱實(shí)驗(yàn)方法及GB4706﹒1-1992家用和類(lèi)似電器的安全通用要求。
2、產(chǎn)品性能特點(diǎn)
＊ 電氣性能穩(wěn)定
碳纖維石英電熱管通電以后，在頻繁啟動(dòng)、關(guān)閉和*連續(xù)工作中，功率穩(wěn)定在一定公差范圍之內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生任何的瞬間功率沖擊。
＊熱效率高，碳纖維發(fā)熱體是純黑體材料，在電熱轉(zhuǎn)換過(guò)程，可見(jiàn)光很少，電熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)95％以上，比鎳、鉻、鎢、鉬等到材料作為發(fā)熱體的加熱器，可節(jié)能30％；在相同功率下，比鎳鉻金屬電熱管輻射溫度高30℃，比鎢鉬絲石英電熱管高15℃。發(fā)出的紅外線，被人體、衣物、水等直接吸收性特強(qiáng)，在熱傳遞過(guò)程中熱量損失??；對(duì)碳水化合物吸收更強(qiáng)，有良好碳原子諧振效應(yīng)，產(chǎn)品效能大大提高。
碳纖維發(fā)熱體具有升溫迅速、熱滯后小、發(fā)熱均勻、熱輻射傳遞距離遠(yuǎn)、熱交換速度快等特點(diǎn)。工作過(guò)程中光通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金屬發(fā)熱體的電熱管（見(jiàn)下表），電熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)95%以上（也就是說(shuō)你用1000w的普通電熱管，用碳纖維電熱管的時(shí)候只需要700w）。
＊遠(yuǎn)紅外和實(shí)用性集于一身
碳纖維石英電熱管的能量發(fā)射方式是以遠(yuǎn)紅外輻射為主，其中遠(yuǎn)紅外輻射效率達(dá)到了70%以上。碳纖維石英電熱管在通電以后，會(huì)輻射出可以加熱物料的紅外線能量。遠(yuǎn)紅外線輻射加熱燈管的紅外線輻射波長(zhǎng)為2.3--14μm，主要用于高紅外加熱技術(shù)，以高密度、高能量、高強(qiáng)輻射方式對(duì)工件加熱，適合現(xiàn)代生產(chǎn)工藝高產(chǎn)量、高品質(zhì)的要求。這段波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線譜被稱(chēng)為“生命之光”，占整體波長(zhǎng)的80%以上。同時(shí)它能夠被空氣中的水分子吸收產(chǎn)生共振摩擦熱效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了快速提高采暖環(huán)境溫度的作用。特別是能有效的活化人體組織細(xì)胞、促進(jìn)血液循環(huán)、加速新陳代謝、增強(qiáng)免疫能力，同時(shí)還具有防臭除濕抗菌等效果。
＊使用壽命長(zhǎng)
碳纖維石英電熱管，其壽命≥6000小時(shí)以上，在頻繁啟動(dòng)、關(guān)閉和*連續(xù)工作中，發(fā)熱體無(wú)氧化和擊穿現(xiàn)象，發(fā)熱光色均勻、管壁內(nèi)外清潔。
＊產(chǎn)品特性
與金屬發(fā)熱體不同，碳纖維本身的特性，它*避免了電磁場(chǎng)的產(chǎn)生。在烤漆設(shè)備上應(yīng)用避免了傳統(tǒng)方式漆的表面凹凸不平的現(xiàn)象，使質(zhì)量品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。
二、技術(shù)參數(shù)
| 電 壓（V） | 24．36．72．100．110．115．120．220．230．240．380 | ||
| 功 率（W） | 150-200 | 功率誤差（％） | ＋5～－10 |
| 長(zhǎng) 度（mm） | 180－1800 | 長(zhǎng)度誤差（mm） | ±2 |
| 管 徑￠（mm） | 8．10．12．14．18．22．28．32 | 管徑誤差（mm） | ±0．05 |
| 電一熱轉(zhuǎn)換效率（％） | ≥95％ | zui高工作溫度（℃） | ≤ 800 |
| 電一熱輻射轉(zhuǎn)換效率 | ≥70％ | zui高發(fā)熱溫度（℃） | ≤ 900 |
| 法向全發(fā)射率（％） | ≥88％ | 紅外線波長(zhǎng)（μm） | 1．5～12 |
| 色 溫（K） | 800～1500 | 平均使用壽命（h） | ≥ 6000 |
| 耐冷熱驟變 | 1．2倍電壓下、強(qiáng)制或室溫冷卻21個(gè)循環(huán)無(wú)異常 | 泄漏電流（mA） | 1.36倍電壓下 ≤0.5mA |
三、碳纖維紅外石英電熱管與金屬發(fā)熱體電熱管光通量比較
| 序號(hào) | 檢驗(yàn)項(xiàng)目 | 單位 | 檢驗(yàn)結(jié)果 | ||
| | 功率（W） | 碳纖維 | 金屬 | ||
| 1 | 總光通量 | 400 | Lm | 3．50 | 68．2 |
| 2 | 600 | 3．70 | 228．0 | ||
| 3 | 800 | 12．6 | 712．9 | ||
| 4 | 1000 | 85．5 | 2302．5 | ||
四、產(chǎn)品用途：
本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于取暖器、暖風(fēng)機(jī)、浴霸、遠(yuǎn)紅外理療、美容儀器等各類(lèi)取暖及遠(yuǎn)紅外保健領(lǐng)域。
本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于食品烘干機(jī)械、茶葉烘干機(jī)械、假發(fā)烘干等烘干和干燥及各類(lèi)遠(yuǎn)紅外烘干（干燥）烤箱領(lǐng)域。
本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于烤漆、噴塑、塑料設(shè)備等及各種烘干通道。
本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于蔬菜大棚保溫種植、泵房干燥、除潮等領(lǐng)域。
本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消毒柜、光波爐、面包機(jī)、多士爐、食品烤箱等。
本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各類(lèi)酸質(zhì)的加溫、化學(xué)反應(yīng)釜等化工領(lǐng)域。
五、安裝使用注意事項(xiàng)：
1、水平安裝時(shí)傾斜度不大于30度。
2、使用時(shí)配用鋁反射罩或不銹鋼反射罩，平面或拋物面反射罩。但拋物反射罩*：提高輻射的利用率高，本廠可代加工。
3、應(yīng)避免劇烈振動(dòng)和搖動(dòng)。
4、加熱元件與被加熱物之間距離*控制為150一450毫米為宜，視烘干物體的具體狀況而定。
5、石英加熱元件屬脆性材料，安裝使用時(shí)應(yīng)注意安全、使用時(shí)根據(jù)被加熱物件的具體情況，采取必要的防護(hù)措施，以免產(chǎn)生機(jī)械損傷。
★碳纖維與金屬發(fā)熱體、PTC等材料比較
1、與金屬發(fā)熱體比較
碳纖維電熱體是一種全黑體材料，電熱轉(zhuǎn)換效率高。在電熱過(guò)程中抗拉強(qiáng)度沒(méi)有*改變。前期處理方法合理，高溫狀態(tài)下使用，不氧化，其單位面積的電流負(fù)荷不發(fā)生改變。
金屬電熱體黑度系數(shù)較小，電熱轉(zhuǎn)換過(guò)程存在著可見(jiàn)光，因此表現(xiàn)出電熱轉(zhuǎn)換效率低。高溫狀態(tài)下金屬絲表面易氧化，由于氧化層不斷的增厚電陰不斷的增大，造成了金屬絲有效單位面積的電流的負(fù)荷增大，因此易燒斷。在相同的電流負(fù)荷面積下，金屬絲的強(qiáng)度比碳纖維低6~10倍，在使用過(guò)程中易折斷。通過(guò)碳纖維電熱體與金屬絲電熱體電熱特性和機(jī)械性能的比較，不難看出碳纖維電熱體，是目前能夠*解決由于金屬電熱體的不可靠而引起的質(zhì)量缺點(diǎn)。
2、與PTC電熱材料比較
PTC電熱體大都有陶瓷材料或塑料材料制成，利用陶瓷材料或塑料材料電子缺位進(jìn)行電熱轉(zhuǎn)換的。由于陶瓷材料的純度低的問(wèn)題，塑料材料的聚合問(wèn)題和二者材料不均勻問(wèn)題，造成PTC電熱體在電熱轉(zhuǎn)換的使用過(guò)程中很容易出現(xiàn)彌散性的局部擊穿，使擊穿部位的電阻不斷增大，從而使PTC電熱體顯現(xiàn)出整體電阻的增大，加熱功率出現(xiàn)衰減。
碳纖維電熱體是由穩(wěn)定的大分子量的長(zhǎng)鏈碳結(jié)構(gòu)組成。在電熱轉(zhuǎn)換過(guò)程中不存在著彌散性的局部擊穿問(wèn)題，在使用過(guò)程當(dāng)中也就不存在電熱功率衰減。因此用碳纖維電熱體做成的電熱元件可以廣泛使用在對(duì)電熱功率要求穩(wěn)定的環(huán)境中。
★單端出線碳纖維紅外線石英電熱管
一、單端出線碳纖維經(jīng)紅外線石英電熱管是一種新型電熱管，主要用于酸堿液體加熱，電鍍、印染機(jī)械、醫(yī)藥機(jī)械、退火爐窯等相關(guān)加熱領(lǐng)域。
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
采用純黑體的高科技材料碳纖維作為發(fā)熱芯體，具有電熱轉(zhuǎn)換效率高，熱滯后效應(yīng)小。
三、產(chǎn)品規(guī)格描述
| 名稱(chēng) | 型號(hào) | 電壓（V） | 功率（W） | 管徑（mm） | 長(zhǎng)度（mm） |
| 單端出線A型 | TSD-A-1 | 220～240 | 300～1500 | 14～18 | 300～1300 |
| TSD -A-2 | 380 | 1000～1500 | 14～18 | 550～1300 | |
| 單端出線B型 | TSD -B-1 | 220～240 | 1000～2500 | 28～32 | 550～1300 |
| TSD -B-2 | 380 | 1000～2500 | 28～32 | 550～1300 |
四、注意事項(xiàng)
1、石英電熱器不適合用于含氫氟酸性溶液及大堿性溶液的加熱，在此類(lèi)溶液中*使用石英管表面易溶解穿孔。
2、在鋁氧化強(qiáng)酸拋光和有固體沉積的液體加熱時(shí)，需時(shí)酸液中的固體沉積物定期清除，以免粘附石英管表面，產(chǎn)生低熔點(diǎn)化合物，腐蝕破壞石英管。
3、低表面功率設(shè)計(jì)（4.5w/cm2），稠性溶液中加熱應(yīng)選用低表面功（2.5w/cm2）設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品的使用壽命。
4、電熱器的體積尺寸不可隨便更改及更改表面積，否則會(huì)使電熱器的表面功率過(guò)大影響使用壽命。
5、所有加熱器應(yīng)配過(guò)熱保護(hù)器或PT100感溫探頭，確保使用壽命與設(shè)備安全。
