面热光源，其制备方法及应用其加热物体的方法技术

本发明专利技术涉及一种面热光源，该面热光源包括一第一电极、一第二电极和一碳纳米管薄膜结构。第一电极和第二电极之间相隔一定的距离，该碳纳米管薄膜结构设置于上述第一电极和第二电极之间，并与上述第一电极和第二电极分别电接触。本发明专利技术还涉及一种面热光源的制备方法，包括以下步骤：提供一碳纳米管阵列形成于一基底；采用一拉伸工具从碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管薄膜结构；提供一第一电极和一第二电极，将上述第一电极和第二电极间隔地设置在碳纳米管薄膜结构的表面上，并与碳纳米管结构表面形成一电接触，从而得到一面热光源。本发明专利技术还涉及一种应用面热光源加热物体的方法，包括以下步骤：提供一待加热的物体，该物体具有一表面；将面热光源中的碳纳米管薄膜结构靠近待加热的物体的表面设置；以及在面热光源中的电极间施加电压，加热该物体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其 涉及一种基于碳纳米管的。
技术介绍
从1991年日本科学家Iijima首次发现碳纳米管(Carbon Nanotube， CNT ) 以来(请参见Helical microtubules of graphitic carbon, Nature, Sumio Iijima， vol 354, p56(1991))，以碳纳米管为代表的纳米材料以其独特的结构和性质引起 了人们极大的关注。近几年来，随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入， 其广阔的应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管所具有的独特的电磁 学、光学、力学、化学等性能，大量有关其在场发射电子源、传感器、新型 光学材料、软铁磁材料等领域的应用研究不断被报道。另外，碳纳米管因其 良好的导电性和热稳定性以及接近于黑体辐射的发光性质，还可用于热光 源。现有技术中，碳纳米管用于热光源通常从一碳纳米管阵列中拉出碳纳米电极间施加一电压时，碳纳米管丝发光。这种碳纳米管光源比现有金属灯丝 需求的电能更少，而且碳纳米管具有六圆环状的稳定结构，其在较高温度下 也不易发生变化而能稳定存在。然而，这种碳纳米管热光源是一种线性热光 源，无法用来制作面热光源。现有面热光源通常采用鴒丝作为灯丝，利用鴒具有足够的强度，并能经 受高温的优点。通电后使之达到白炽温度，产生热辐射。该类面热光源一般 由石英玻璃灯壳、钨丝、支撑圏、封接部分及灯座组成，内充一定量的惰性 气体。其中，鴒灯丝为直线型螺旋形状，鴒丝两端分别与支撑圈连接，支撑 圈分别与封接部分连接。支撑圈用来支撑灯丝，封接部分保证灯丝通电的同 时又不漏气(惰性气体)。在制成面热光源的过程中，需要将很多螺旋状的鴒 丝排列成一个均匀的发光面或者将鴒丝加工成片状。然而，现有的面热光源具有以下缺点其一，鴒丝是一灰体结构，升温緩慢，热辐射效率低，热辐 射传递距离近；其二，现有面热光源的热辐射及光辐射都不均匀；其三，鴒 丝强度大、加工难度大同时需要在惰性气体的环境下工作。因此，确有必要提供一种面热光源，其制备方法及应用其加热物体的方 法，所得到的面热光源可以方便制成大面积的热光源，实现均匀的热辐射及 光辐射，且该制备方法简单、易于实现。
技术实现思路
一种面热光源包括一第一电极、 一第二电极和一碳纳米管薄膜结构。第 一电极和第二电极之间相隔一定的距离。该碳纳米管薄膜结构设置于上述第 一电极和第二电极之间，并与第 一 电极和第二电极分别电接触。所述面热光源进一步还可以包括一支撑体，上述碳纳米管薄膜结构设置 在该支撑体之上。一种面热光源的制备方法，包括以下步骤提供一碳纳米管阵列形成于 一基底；采用一拉伸工具从碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管薄膜结构； 提供一第一电极和一第二电极，将上述两个电极间隔地设置在碳纳米管薄膜 结构的表面上，并与碳纳米管薄膜结构表面形成一电接触，从而得到一面热 光源。面热光源的制备方法进一步还可以包括提供一支撑体，所述支撑体的形 状大小不限，将上述碳纳米管薄膜结构设置在该支撑体之上，得到一面热光 源。一种应用面热光源加热物体的方法，包括以下步骤提供一;f寺加热的物 体，该物体具有一表面；将面热光源中的碳纳米管薄膜结构靠近待加热的物 体的表面i殳置；以及在面热光源中的电极间施加电压，加热该物体。与现有技术相比较，所述的面热光源，其制备方法及应用其加热物体的 方法具有以下优点其一，碳纳米管是一理想黑体，具有良好的导电性能以 及热稳定性，热辐射效率高，热辐射传递距离远；其二，碳纳米管表面积大， 可以方便得制成大面积薄膜，应用于面热光源时可实现均匀的热辐射及光辐 射；其三，所述的面热光源具有升温迅速、热滞后小、热交换速度快的特点； 其四，碳纳米管薄膜是采用一拉伸工具从碳纳米管阵列中拉取获得，制备方法简单，而且碳纳米管薄膜中碳纳米管为超顺排定向排列；其五，应用该面光源加热物体时，具有升温迅速、加热均匀和加热效率高的优点。 附图说明图1是本技术方案实施例的面热光源的结构示意图。 图2是图i的n-ii剖面示意图。图3是本技术方案实施例的面热光源的制备方法的流程示意图。 图4是应用图1的面热光源加热物体的结构示意图。 图5是图4的V-V剖面示意图。具体实施方式以下将结合附图详细说明本技术方案面热光源，其制备方法及应用其加 热物体的方法。请参阅图l及图2,本技术方案实施例提供一种面热光源10，该面热光 源10包括一第一电极12、 一第二电极14、 一-友纳米管薄膜结构16和一支 撑体18。第一电极12和第二电极14之间相隔一定的距离。所述碳纳米管薄 膜结构16设置于支撑体18之上，并在第一电极12和第二电极14之间分别 与第一电极12和第二电极14电接触。进一步地，所述碳纳米管薄膜结构16包括至少两层重叠且交叉设置的 碳纳米管薄膜，相邻的碳纳米管薄膜之间通过范德华力紧密结合。该碳纳米 管薄膜包括多个首位相连且择优取向排列的碳纳米管束，相邻的碳纳米管束 之间通过范德华力连接。碳纳米管薄膜的长度和宽度不限，可根据实际需要 制成具有任意长度和宽度的碳纳米管薄膜。碳纳米管薄膜的厚度为0.01微米 ~100微米。该碳纳米管薄膜结构16中的碳纳米管薄膜的层数不限，且相邻 两层碳纳米管薄膜之间具有一交叉角度a, 0Sc^90度，具体可依据实际需求 制备。由于碳纳米管薄膜具有一定的韧性，可以弯折，故本技术方案实施例 中的碳纳米管薄膜可为平面结构也可为曲面结构。本技术方案实施例优选提 供了一碳纳米管薄膜结构16,该碳纳米管薄膜结构16为一平面结构，包括 重叠且交叉设置的100层碳纳米管薄膜，相邻两层碳纳米管薄膜之间交叉的 角度为卯度。该碳纳米管薄膜结构16中碳纳米管薄膜的长度为30厘米，碳纳米管薄膜的宽度为30厘米，碳納米管薄膜的厚度为50微米。所述的第一电极12和第二电极14可以设置在碳纳米管薄膜结构16的 同一表面上也可以设置在碳纳米管薄膜结构16的不同表面上。其中，第一 电极12和第二电极14之间相隔一定的距离，以使碳纳米管薄膜结构16应 用于面热光源10时接入一定的阻值避免短路现象产生。碳纳米管薄膜结构 16本身有很好的粘附性，故第一电极12和第二电极14直接就可以与碳纳米 管薄膜结构16之间形成很好的电接触。所述支撑体18的材料可为陶瓷、玻璃、树脂、石英等等，用于支撑碳 纳米管薄膜结构16。其中，支撑体18的形状大小不限，可依据实际需要进 行改变。本实施例优选的支撑体18为一陶瓷基板。所述面热光源10中的支 撑体18为一可选择的结构，因为碳纳米管薄膜结构16中的碳纳米管薄膜具 有良好的导电性能，且碳纳米管薄膜相互交叉地重叠设置，所以碳纳米管薄 膜结构16本身已经具有一定的自支撑性及稳定性。实际应用时，可直接将 碳纳米管薄膜结构16用于面热光源10而不需要支撑体18。进一步地，所述的第一电才及12和第二电极14还可以通过一导电粘结剂 (图未示)设置于该碳纳米管薄膜结构16的表面上，导电粘结剂在实现第一电 极12和第二电极14与碳纳米管薄膜结构16电接触的同时，还可以将所述 第一电极12和第二电极14更好地固定于碳纳米管薄膜结构16的表面上。 本实施例优选的导电粘结剂为银胶。可以理解，第一电极12和第二电4及14不仫 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面热光源，包括至少两电极，所述的至少两电极之间相隔一定的距离，其特征在于，所述的面热光源进一步包括一碳纳米管薄膜结构，该碳纳米管薄膜结构设置于上述至少两电极之间，并与上述至少两电极分别电接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯辰，柳鹏，姜开利，魏洋，范守善，
申请(专利权)人：北京富纳特创新科技有限公司，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]