CN100553382C - 纳米钛电加热体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种主要由金属钛制成的纳米钛电加热体。纳米钛电加热体由金属钛、镍和钨按照质量百分比68-80%∶10-20%∶8-13%经溅射镀在玻璃载体外壁而制成，所述纳米钛电加热体的电阻值为2欧姆至25欧姆，所述纳米钛电加热体使用时由10V至50V直流供电。本发明的纳米钛电加热体电热转换效率高，不会产生电人或漏电的安全问题，使用简单，用途广泛。

Description

纳米钛电加热体
技术领域
本发明涉及电加热体，尤其是纳米钛电加热体。
背景技术
随着技术的进步和生活水平的提高，电加热及燃气加热产品已被广泛使用。燃气加热产品存在的弊端是容易因燃气燃烧不充分而产生一氧化碳，如果一氧化碳不能被及时排走，就可能造成安全事故，因此电加热产品已逐渐成为首选。现有电加热材料主要是金属电阻丝、碳纤维、碳棒等，这些电加热材料需要加工成型，而且存在电热转换率低等缺点。纳米颗粒，一般指粒径小于100纳米的颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。已经有用于高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学器件抛光材料、微芯片导热基片与布线材料、微电子封装材料、光电子材料、先进的电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏感体、高韧性陶瓷材料、人体修复材料、抗癌制剂等。但是对纳米材料作为电加热材料的研究很少。
发明内容
本发明的目的是提供一种以10V至50V直流供电，电阻值为2欧姆至25欧姆的纳米钛电加热体。
本发明的纳米钛电加热体，包括一个玻璃载体、附着在载体上的由纳米钛、纳米镍、纳米钨按质量百分比68-80％，10-20％，8--13％组成的电加热材料和位于载体两端并与电加热材料电接触的电极。本发明三种金属的最佳质量百分组成为：75％的钛、15％的镍和10％的钨。
本发明经溅射产生的纳米钛、纳米镍和纳米钨的粒径不大于100nm。
本发明的纳米钛电加热体的制造过程是将金属钛、镍、钨和载体放在真空电镀溅射机内，经溅射产生粒径不大于100nm的纳米钛、纳米钨和纳米镍颗粒，三者混合镀到载体外壁，真空电镀溅射机使用的电流为10A至35A，电压为220V，真空镀的真空值为93.0×10-2帕至99.0×10-2帕，然后在载体两端涂上导电层引出电源线，将喷涂好的电加热体在高温电烤箱内烤2-4小时即可得到可以使用的纳米钛电加热体。
本发明的纳米钛电加热体的电热转换效率达到95％以上，可用于各种电加热场合，不会产生电人或漏电的安全问题，用途广泛，使用方便、安全。
具体实施方式
以下将结合具体的实施例对本发明进行具体描述，但本发明并不限于具体实施例。
实施例1
将75克钛、15克镍、10克钨和载体玻璃管同时放在真空电镀溅射机内，真空电镀溅射机的供电电压为220V，电流为25A，在真空度98×10-2帕条件下，经溅射产生粒径不大于80nm纳米钛、纳米镍和纳米钨，三者混合镀到玻璃管外壁，玻璃管的长为20cm，直径为2cm，溅射时间25分钟，然后在玻璃管两端涂上导电层引出电源线，将喷涂好的电加热体在高温电烤箱内烤2小时即可得到可以使用的纳米钛电加热体。该纳米钛电加热体的电阻值为10欧姆。
用2℃-45℃的水进行加热实验，由直流供电，电压为25V，检测纳米钛电加热体的电热转换效率，实验数据如下表：
表1
  入水温度(℃)   出水温度(℃)   水流量(毫升/分钟)   电功率(瓦)   电热转换效率(％)
  2   45   240   750   96.0
  5   45   240   696   96.1
  10   45   240   610   96.0
  15   45   240   523   95.9
  20   45   240   435   96.0
实施例2
将70克钛、18克镍、12克钨和载体陶瓷管同时放在真空电镀溅射机内，真空电镀溅射机的供电电压为220V，电流为30A，在真空度98×10-2帕条件下，经溅射产生粒径不大于80nm纳米钛、纳米镍和纳米钨，三者混合镀到玻璃管外壁，陶瓷管的长为20cm，直径为2cm，溅射时间25分钟，然后在陶瓷管两端安上电源线相连的电极，将喷涂好的电加热体在高温电烤箱内烤2小时即可得到可以使用的纳米钛电加热体。该纳米钛电加热体的电阻值为11欧姆。
用2℃-45℃的水进行加热实验，由直流供电，电压为25V，检测纳米钛电加热体的电热转换效率，实验数据如下表：
表2
  入水温度(℃)   出水温度(℃)   水流量(毫升/分钟)   电功率(瓦)   电热转换效率(％)
  2   45   240   752   95.6
  5   45   240   700   95.5
  10   45   240   612   95.7
  15   45   240   525   95.6
  20   45   240   437   95.7

Claims (3)

1.一种纳米钛电加热体，包括一个由非导电材料制成的载体、附着在载体上的由纳米钛、纳米镍、纳米钨按质量百分比70-75％、15-18％、10-12％组成的电加热材料和位于载体两端并与电加热材料电接触的电极，其中，纳米钛、纳米镍和纳米钨的粒径不大于80nm。
2.根据权利要求1所述的纳米钛电加热体，其特征在于所述纳米钛、纳米镍、纳米钨的质量百分比分别为75％、15％、10％。
3.根据权利要求2所述的纳米钛电加热体，其特征在于所述载体为玻璃载体。
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