线热源制造技术

本发明专利技术涉及一种线热源包括一线状基底，一加热层设置于线状基底的表面，以及两个电极间隔设置于加热层的表面，并分别与该加热层电连接，其中，所述电极中，至少一个电极包括一碳纳米管结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种线热源，尤其涉及一种基于碳纳米管的线热源。
技术介绍
热源在人们的生产、生活、科研中起着重要的作用。线热源是常用的热 源之一，被广泛应用于电加热器、红外治疗仪、电暖器等领域。请参见图l，现有技术提供一种线热源IO，其包括一中空圆柱状支架102; 一加热层104设置于该支架102表面， 一绝缘保护层106设置于该加热层104表 面；两个电极110分别设置于支架102两端，且与加热层104电连接；两个夹紧 件108分别将两个电极110与加热层104卡固在支架102两端。其中，电极IIO 通常采用一金属片、金属丝、金属膜、铟锡氧化物(ITO)层、锑锡氧化物 (ATO)层、导电银胶层或导电聚合物层等。当通过两个电极110对该线热源 IO施加一电压时，所述电热层104产生焦耳热，并向周围进行热辐射。然而，采用金属片、金属丝、金属膜、铟锡氧化物(ITO)层、锑锡氧 化物(ATO)层、导电银胶层或导电聚合物层作为线热源的电极具有以下缺 点第一，该电极的电阻率较大，所以对电能的损耗也较大。第二，该电极 的柔韧性和机械强度差，长期折叠容易断裂，使用寿命短，不易应用于柔性 线热源。第三，该电极的密度较大，重量大，使用不便。有鉴于此，确有必要提供一种线热源，且该线热源的电极电阻率较小， 柔韧性和机械强度高，长期折叠不易断裂，且密度小，重量轻。
技术实现思路
一种线热源包括一线状基底， 一加热层设置于线状基底的表面，以及两 个电极间隔设置于加热层的表面，并分别与该加热层电连接，其中，所述电 极中，至少一个电极包括一碳纳米管结构。与现有技术相比较，所述的线热源具有以下优点其一，碳纳米管具有 极好的导电性，所以该电极的电阻小，有利于降低功耗，提高发热效率。其二 ，碳纳米管的优异的力学特性使得碳纳米管结构具有很好的柔韧性和机械 强度，故，采用碳纳米管结构作电极，可以相应的提高线热源，尤其是柔性线热源的耐用性，所以该线热源使用寿命长；其三，碳纳米管密度小，所以 该线热源重量轻，使用方便。附图说明图1为现有技术的线热源的结构示意图。图2为本技术方案实施例的线热源的结构示意图图3为图2的线热源沿线ni-ni的剖面示意图。图4为图3的线热源沿线IV-IV的剖面示意图。图5为本技术方案实施例的碳纳米管薄膜的扫描电镜照片图6为本技术方案实施例的碳纳米管薄膜的部分放大结构示意图。图7为本技术方案实施例的束状结构的碳纳米管长线的扫描电镜照片。图8为本技术方案实施例的绞线结构的碳纳米管长线的扫描电镜照片。具体实施例方式以下将结合附图详细说明本技术方案提供的线热源。请参阅图2至图4,本技术方案实施例提供一种线热源20，该线热源 20包括一线状基底202; —反射层210设置于该线状基底202的表面； 一加 热层204设置于所述反射层210表面；两个电极206间隔i殳置于该加热层204 的表面，且与该加热层204电连接；以及一绝纟彖保护层208设置于该加热层 204的表面。所述线热源20的长度不限，直径为0.1微米 1.5厘米。本实施 例的线热源20的直径优选为1.1毫米 1.1厘米。所述线状基底202用于支撑加热层204，其材料可为硬性材料，如陶 瓷、玻璃、树脂、石英等，亦可以选择柔性材料，如塑料或柔性纤维等， 用以使该线热源20在使用时根据需要弯折成任意形状。所述线状基底202 的长度、直径以及形状不限，可依据实际需要进行选择。本实施例优选的线 状基底202为一陶瓷杆，其直径为1毫米 1厘米。所述反射层210的材料为一白色绝缘材料，如金属氧化物、金属盐或 陶瓷等。本实施例中，反射层210的材料优选三氧化二铝，其厚度为IOO微米~0.5毫米。该反射层210通过蒸发或溅射的方法沉积于该线状基底202表 面。所述反射层210用来反射加热层204所发的热量，使其有效的散发到外 界空间去，故，该反射层210为一可选择结构。所述加热层204的材料不限，其可以为金属丝层、电热膜、碳纤维层或 碳纳米管层。当釆用碳纳米管层作为加热层204时，该碳纳米管层包括多个 均匀分布的碳纳米管。该碳纳米管层中的碳纳米管有序排列或无序排列。该 碳纳米管层的厚度为0.01微米~2毫米。该碳纳米管层中的碳纳米管包括单 壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述单壁碳纳 米管的直径为0.5纳米 10纳米，双壁-友纳米管的直径为1.0纳米 15纳米， 多壁石友纳米管的直径为1.5纳米 50纳米。该碳纳米管的长度为200~卯0微: 米。该碳纳米管层可以包裹或缠绕于所述反射层210的表面，或通过粘结剂 固定于所述反射层210的表面。可以理解，当没有反射层210时，该碳纳米 管层可以直接设置于线装基底202的表面。碳纳米管具有良好的导电性能以 及热稳定性，作为一理想的黑体结构，且具有比较高的热辐射效率。所述电极206可设置在加热层204的同一表面上也可以设置在加热层 204的不同表面上，且与加热层204电连接。所述电极206可通过石友纳米管 层的粘性或导电粘结剂(图未示)设置于该加热层204的表面上。导电粘结剂 在实现电极206与碳纳米管层电接触的同时，还可将电极206更好地固定于 石友纳米管层的表面上。通过该两个电极206可以对加热层204进行施加电压。 其中，两个电极206之间相隔设置，以使采用石友纳米管层的加热层204通电 发热时接入一定的阻值避免短路现象产生。优选地，将电极206环绕设置于 加热层204的表面。所述的电极206中至少一个电极206包括一碳纳米管结构。该碳纳米管 结构设置于线装基底202的两端，并包裹或缠绕于所述加热层204的表面， 或通过导电粘结剂固定于所述加热层204的表面，且与加热层204电连接。 该碳纳米管结构中的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳 米管中的一种或多种。本实施例优选金属性碳纳米管。所述单壁碳纳米管的 直径为0.5纳米 10纳米，双壁碳纳米管的直径为1.0纳米 15纳米，多壁碳 纳米管的直径为1.5纳米 50纳米。该碳纳米管的长度为大于200微米。具体地，该碳纳米管结构包括一有序碳纳米管薄膜或至少两层重叠且交 叉设置的有序碳纳米管薄膜，或至少一碳纳米管长线。当所述碳纳米管结构包括至少一有序碳纳米管薄膜时。请参阅图5，该 有序碳纳米管薄膜可通过直接拉伸一碳纳米管阵列获得。该有序碳纳米管薄 膜包括多个沿拉伸方向定向排列的碳纳米管。所述碳纳米管均匀分布，且平 行于碳纳米管薄膜表面。具体地，请参阅图6，所述有序碳纳米管薄膜包括 多个首尾相连且长度相等的碳纳米管束162。所述碳纳米管束162的两端通 过范德华力相互连接。每个碳纳米管束162包括多个长度相等且平行排列的 碳纳米管163。所述相邻的碳纳米管163之间通过范德华力紧密结合。该碳 纳米管的长度为200~900微米。所以，该有序碳纳米管薄膜具有一定的柔韧 性，可以弯曲折叠成任意形状而不破裂，且采用该有序碳纳米管薄膜的电极 260具有较长的使用寿命。所述有序碳纳米管薄膜是由碳纳米管阵列经进一步处理得到的，故其长 度不限，宽度和碳纳米管阵列所生长的基底的尺寸有关，可根据实际需求制 得。本实施例中，采用气相沉积法在4英寸的基底生长超顺排碳纳米管阵列。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线热源包括一线状基底，一加热层设置于线状基底的表面，以及两个电极间隔设置于加热层的表面，并分别与该加热层电连接，其特征在于，所述电极中的至少一个电极包括一碳纳米管结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锴，冯辰，姜开利，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，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]