CN112272421A - 一种金属纤维材料导电加热器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属纤维材料导电加热器及其应用，涉及金属电热材料技术领域。本发明提供的金属纤维材料导电加热器包括金属纤维材料模块、端部正极、端部负极、正极导线、负极导线和绝缘保护层。在本发明中，所述金属纤维材料模块由金属纤维烧结材料组成，所述金属纤维材料模块兼具导电金属和发热电阻的特点，且多孔结构的金属纤维材料具有超高比表面积和动态电热稳定性，能够与被加热物充分接触，传热效率高，温度均匀性好，能够实现快速均匀加热，且控温精度高。本发明提供的金属纤维材料导电加热器能够在加热领域广泛而高效地应用。

Description

一种金属纤维材料导电加热器及其应用

技术领域

本发明涉及金属电热材料技术领域，特别涉及一种金属纤维材料导电加热器及其应用。

背景技术

目前市场上常见的导电加热器所用的电热材料主要是金属及合金类材料和碳类电热材料。金属及合金类材料是最为普及的电热材料，例如铜、铝、镍、铬等金属及其合金电热材料已经历了长久的发展，市场占有率极高。但受材料硬度的影响，传统的金属及合金类电加热器一般是将金属及合金类材料加工成特定形状，使得传热过程受材料导热热阻和接触热阻影响很大，经常出现传热效率低、温度不均等现象。碳类电热材料主要有碳纤维材料、碳纳米管、石墨烯等，其中，碳纤维材料应用较为广泛。碳纤维材料主要是编织成的碳纤维布和短切碳纤维胶黏压片而成的碳纤维毡，其依靠碳纤维本身的耐腐蚀、抗氧化、稳定性高等特点得到快速发展，但是受碳纤维布预浸的环氧树脂和碳纤维毡中的胶黏剂影响，碳纤维材料易燃烧、安全性降低的同时，导致电热转化效率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种金属纤维材料导电加热器及其应用。本发明提供的金属纤维导电加热器传热效率高、温度均匀性好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种金属纤维材料导电加热器，包括金属纤维材料模块1，所述金属纤维材料模块1由金属纤维烧结材料组成；

分别连接于所述金属纤维材料模块1两短边端部的端部正极21和端部负极22；

连接在所述端部正极21上的正极导线31和连接在所述端部负极22上的负极导线32；

包覆在所述金属纤维材料模块1、端部正极21和端部负极22表面或包覆在端部正极21和端部负极22表面的绝缘保护层4，所述绝缘保护层4设置有两导线出口，所述正极导线31和负极导线32分别由导线出口穿出。

优选地，所述金属纤维材料模块1由单块金属纤维烧结材料组成或由多块金属纤维烧结材料经串联或并联组成；所述金属纤维烧结材料包括金属纤维烧结毡和/或金属纤维烧结块；所述金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的整体孔隙率为30～85％。

优选地，所述金属纤维烧结毡包括平板金属纤维烧结毡、堆叠金属纤维烧结毡、折叠金属纤维烧结毡和卷绕金属纤维烧结毡中的一种或几种；所述金属纤维烧结块包括长方体金属纤维烧结块、圆柱体金属纤维烧结块和棱柱体金属纤维烧结块中的一种或几种；所述金属纤维烧结块为实心或中空结构，当所述金属纤维烧结块为中空结构时，所述中空结构的壁厚为2～10mm。

优选地，所述金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的材质独立地为不锈钢、镍、镍铬合金、铁铬合金、铜、铜合金、铁铬铝合金或钛合金；金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的金属纤维丝径为10～500μm。

优选地，所述端部正极21和端部负极22分别焊接或紧密贴覆于所述金属纤维材料模块1两短边端部；所述正极导线31和负极导线32分别焊接在端部正极21和端部负极22上。

优选地，当所述端部正极21和端部负极22分别紧密贴覆于所述金属纤维材料模块1两短边端部时，所述金属纤维材料模块1两短边端部表面还涂覆有导电铜浆或导电银浆，所述端部正极21和端部负极22正好将导电铜浆或导电银浆覆盖。

优选地，所述端部正极21和端部负极22独立地为导电铜块、导电铜板或导电铜箔。

优选地，所述绝缘保护层4的材质为氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化铍陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化镁陶瓷、耐高温导热玻璃、有机硅胶片、导热硅脂或导热胶带。

本发明提供了以上技术方案所述金属纤维材料导电加热器在加热领域的应用。

优选地，所述金属纤维材料导电加热器串联或并联。

本发明提供了一种金属纤维材料导电加热器，包括金属纤维材料模块1、端部正极21、端部负极22、正极导线31、负极导线32和绝缘保护层4。在本发明中，所述金属纤维材料模块1由多孔金属纤维烧结材料组成，所述金属纤维材料模块兼具导电金属和发热电阻的特点，且多孔结构的金属纤维材料具有超高比表面积和动态电热稳定性，能够与被加热物(如气体或液体)充分接触，传热效率高，温度均匀性好，能够实现快速均匀加热，且控温精度高。

本发明提供了所述金属纤维材料导电加热器在加热领域的应用。本发明提供的金属纤维材料导电加热器能够在加热领域广泛而高效地应用，如用于制备电加热地暖、电加热百叶窗、空气预热器、电加热烹饪锅/水壶、电加热保温饭盒、柔性电加热坐垫/护腰、化工反应电加热器、表面加热器、对流换热器、电热水器、电热水箱等。

附图说明

图1为实施例1中金属纤维材料导电加热器的结构示意图；

图2为折叠金属纤维烧结毡的结构示意图；

图3为卷绕金属纤维烧结毡的结构示意图；

图4为实施例1中不锈钢平板纤维烧结毡的阻温特性测试曲线；

图5为实施例1～3中金属纤维烧结材料的电阻率测试曲线图；

图6为实施例1的金属纤维材料导电加热器的温度均匀性测试效果图；

图7为实施例2中金属纤维材料导电加热器的结构示意图；

图8为实施例2中不锈钢折叠纤维烧结毡的阻温特性测试曲线；

图9为实施例2的金属纤维材料导电加热器的温度均匀性测试效果图；

图10为实施例3中金属纤维材料导电加热器的结构示意图；

图11为实施例3中TC4钛合金纤维烧结块的阻温特性测试曲线；

图12为实施例3的金属纤维材料导电加热器的温度均匀性测试效果图；

图1～图12中，1-金属纤维材料模块，21-端部正极，22-端部负极，31-正极导线，32-负极导线，4-绝缘保护层，5-折叠通道，6-毡体孔隙。

具体实施方式

本发明提供了一种金属纤维材料导电加热器，包括金属纤维材料模块1，所述金属纤维材料模块1由金属纤维烧结材料组成；

分别连接于所述金属纤维材料模块1两短边端部的端部正极21和端部负极22；

连接在所述端部正极21上的正极导线31和连接在所述端部负极22上的负极导线32；

包覆在所述金属纤维材料模块1、端部正极21和端部负极22表面或包覆在端部正极21和端部负极22表面的绝缘保护层4，所述绝缘保护层4设置有两导线出口，所述正极导线31和负极导线32分别由导线出口穿出。

本发明实施例提供的金属纤维导电加热器的结构如图1所示。

本发明提供的金属纤维导电加热器包括金属纤维材料模块1，所述金属纤维材料模块1由金属纤维烧结材料组成。在本发明中，所述金属纤维材料模块1优选由单块金属纤维烧结材料组成或由多块金属纤维烧结材料经串联或并联组成，具体根据实际使用面积确定；本发明优选通过引入导线或金属片或通过金属焊接的方式将所述多块金属纤维烧结材料进行串联或并联。在本发明中，所述金属纤维烧结材料优选包括金属纤维烧结毡和/或金属纤维烧结块。在本发明中，所述金属纤维烧结毡优选包括平板金属纤维烧结毡、堆叠金属纤维烧结毡、折叠金属纤维烧结毡和卷绕金属纤维烧结毡中的一种或几种。本发明对所述平板金属纤维烧结毡的来源没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述堆叠金属纤维烧结毡是由多层相同尺寸的平板金属纤维烧结毡上下堆叠而成，所述堆叠的层数优选为3～50层。在本发明中，所述折叠金属纤维烧结毡是由平板金属纤维烧结毡沿着平行直线折叠而成瓦楞状，相邻平行直线的间距(即波峰和波谷之间的高度)优选为2～30mm；所述折叠金属纤维烧结毡的结构如图2所示，图2中5表示折叠通道，6表示毡体孔隙；所述折叠金属纤维烧结毡能够增加加热器单位体积内的加热面积，使被加热流体能够同时流经毡体孔隙和折叠通道。在本发明中，所述卷绕金属纤维烧结毡是由平板纤维毡以某一初始半径卷绕而成，所述初始半径优选为10～100mm；所述卷绕金属纤维烧结毡的结构如图3所示。

在本发明中，所述金属纤维烧结块优选包括长方体金属纤维烧结块、圆柱体金属纤维烧结块和棱柱体金属纤维烧结块中的一种或几种。在本发明中，所述长方体金属纤维烧结块的长度优选为20～300mm，宽优选为10～300mm，高优选为5～50mm；所述圆柱体金属纤维烧结块的高度优选为10～300mm，底部截面半径优选为10～150mm；所述棱柱体金属纤维烧结块的高优选为10～300mm，底部截面外接圆半径优选为10～150mm。在本发明中，所述金属纤维烧结块为实心或中空结构，当所述金属纤维烧结块为中空结构时，所述中空结构的壁厚优选为2～10mm。本发明对所述金属纤维烧结块的来源没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的市售商品或自行制备均可；当为自行制备时，通过设置相应形状的烧结模具来分别获得长方体、圆柱体或棱柱体金属纤维烧结块，烧结可以是真空烧结、电烧结或微波烧结。

在本发明中，所述金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的整体孔隙率优选为30～85％，更优选为60～80％。在本发明中，所述金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的材质独立地优选为不锈钢、镍、镍铬合金、铁铬合金、铜、铜合金、铁铬铝合金或钛合金；所述金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的金属纤维丝径优选为10～500μm，更优选为20～200μm。

在本发明中，所述金属纤维材料模块1兼具导电金属和发热电阻的特点，且多孔结构的金属纤维材料具有超高比表面积和动态电热稳定性，能够与被加热气体或液体充分接触，传热效率高，温度均匀性好，能够实现快速均匀加热，且控温精度高。

本发明提供的金属纤维材料导电加热器包括分别连接于所述金属纤维材料模块1两短边端部的端部正极21和端部负极22。在本发明中，所述端部正极21和端部负极22的长度与金属纤维模块1的两短边长度保持一致，所述端部正极21和端部负极22的端部电极的宽度优选为3～20mm；本发明将所述端部正极21和端部负极22分别连接在金属纤维材料模块1的两短边端部，能够使电流方向沿长度方向流动，以保证金属纤维材料成为有效电阻，进一步产生更多的焦耳热。在本发明中，所述端部正极21和端部负极22分别优选独立地为导电铜块、导电铜板或导电铜箔。在本发明中，所述端部正极21和端部负极22优选分别焊接或紧密贴覆于所述金属纤维材料模块1两短边端部；当所述端部正极21和端部负极22分别紧密贴覆于所述金属纤维材料模块1两短边端部时，所述金属纤维材料模块1两短边端部表面还优选涂覆有导电铜浆或导电银浆，以增强金属纤维材料模块的导电性，所述端部正极21和端部负极22正好将导电铜浆或导电银浆覆盖。在本发明实施例中，所述端部正极21和端部负极22贴覆于金属纤维材料模块1两短边端部的方法具优选为：

将所述金属纤维材料模块1的两短边端部预浸导电铜浆或导电银浆；然后将涂覆有导电铜浆或导电银浆的金属纤维材料模块1加热固化；将固化好的导电铜浆或导电银浆涂覆处表面用砂纸打磨平整光滑后，将导电铜箔、导电铜板或导电铜块贴附于浆料涂覆处表面，平整紧密贴合。

本发明对所述预浸的时间没有特别的要求，能够保证所述导电铜浆或导电银浆充分浸透金属纤维材料模块1两端的所有孔隙，使两端部的每根纤维均裹上导电铜浆或导电银浆即可。在本发明中，所述加热固化包括依次进行的第一固化阶段和第二固化阶段；所述第一固化阶段的固化温度优选为120℃，固化时间优选为5～10min；所述第二固化阶段的固化温度优选为130℃，固化时间优选为60～90min。

本发明通过将端部正极21和端部负极22焊接或紧密贴覆于所述金属纤维材料模块1两端，能够使电流等截面地传递到金属纤维材料模块，避免温度不均匀现象发生。

本发明提供的金属纤维材料导电加热器包括连接在所述端部正极21上的正极导线31和连接在所述端部负极22上的负极导线32。在本发明中，所述正极导线31和负极导线32优选分别焊接在端部正极21和端部负极22上；所述焊接优选为锡焊，所述焊接的焊点优选位于端部正极21或端部负极22的几何中心位置；本发明对所述导线没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的导线即可。

本发明提供的金属纤维材料导电加热器包括包覆在所述金属纤维材料模块1、端部正极21和端部负极22表面或包覆在端部正极21和端部负极22表面的绝缘保护层4，所述绝缘保护层4设置有两导线出口，所述正极导线31和负极导线32分别由导线出口穿出。在本发明中，所述绝缘保护层4的材质优选为氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化铍陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化镁陶瓷、耐高温导热玻璃、有机硅胶片、导热硅脂或导热胶带。本发明对所述绝缘保护层4的厚度没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的绝缘保护层厚度即可。在本发明中，当所述导电加热器与被加热物体之间主要通过热传导方式(被加热物为固体)进行传热时，所述绝缘保护层4包覆在金属纤维材料模块1、端部正极21和端部负极22表面；当所述导电加热器与被加热物体之间主要通过热对流或热辐射方式(被加热物为液体或气体)进行传热时，所述绝缘保护层仅包覆在端部正极21和端部负极22表面。

本发明提供了以上技术方案所述金属纤维材料导电加热器在加热领域的应用。本发明提供的金属纤维导电加热器传热效率高、温度均匀性好，且控温精度高，能够在加热领域广泛而高效地应用，如用于制备电加热地暖、电加热百叶窗、空气预热器、电加热烹饪锅/水壶、电加热保温饭盒、柔性电加热坐垫/护腰、化工反应电加热器、表面加热器、对流换热器、电热水器、电热水箱等。在本发明中，所述金属纤维材料导电加热器优选串联或并联，以增大加热面积。

下面结合实施例对本发明提供的金属纤维材料导电加热器及其应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

本实施例提供的金属纤维材料导电加热器如图1所示，包括：

金属纤维材料模块1，金属纤维材料模块1为单块柔性不锈钢平板纤维烧结毡(长度109mm、宽度18mm、厚度1mm)，柔性不锈钢平板纤维烧结毡的孔隙率为80％，金属纤维丝径为20μm；

分别焊接于金属纤维材料模块1两短边端部的端部正极21和端部负极22，端部正极21和端部负极22均为导电铜板；

焊接在端部正极21上的正极导线31和焊接在端部负极22上的负极导线32；

包覆在金属纤维材料模块1、端部正极21和端部负极22表面的绝缘保护层4，绝缘保护层的材质为氧化铝陶瓷，绝缘保护层4设置有两导线出口，正极导线31和负极导线32分别由导线出口穿出。

导体的电阻值一般会随着温度的变化而发生变化，若电阻值随温度变化幅度越小，说明该导体电阻稳定性越好，越适合用作电加热产品。图4是本实施例中不锈钢平板纤维烧结毡(长度L：109mm，厚度δ：1mm，宽度D:18mm)的阻温特性测试曲线，同时将不锈钢平板纤维烧结毡的宽度替换为9mm、36mm同样进行阻温特定测试，测试结果见图4。由图4可以看出，该不锈钢平板纤维烧结毡的电阻稳定性较好，符合对优良导热体的电阻稳定性要求，同时因为电阻随温度变化小，电阻稳定性好，因此便于温度的精确控制。(注：阻温特性测试的测试步骤为：将不锈钢平板纤维烧结毡通电后，按0.5A的电流梯度调节电流值，测得相应的电压，记录稳定后的表面温度，并获得此时的电阻值。)

材料的电阻率越大，相同的截面和长度下电阻就越大，进而相同的电流产生的焦耳热就越多，证明该材料越适合用于电加热产品。普通金属导电材料及石墨导电材料的电阻率如表1所示：

表1普通金属导电材料及石墨导电材料的电阻率

导电材料	电阻率(Ωm)	导电材料	电阻率(Ωm)
				银	1.65×10<sup>-8</sup>	汞	9.6×10<sup>-7</sup>
铜	1.75×10<sup>-8</sup>	康铜	5.0×10<sup>-7</sup>
				铝	2.83×10<sup>-8</sup>	镍铬合金	1.0×10<sup>-6</sup>
钨	5.48×10<sup>-8</sup>	铁铬铝合金	1.4×10<sup>-6</sup>
				铁	9.78×10<sup>-8</sup>	铝镍铁合金	1.6×10<sup>-6</sup>
铂	2.22×10<sup>-7</sup>	石墨	(8～13)×10<sup>-6</sup>
				锰铜	4.4×10<sup>-7</sup>

实施例1的金属纤维材料导电加热器中不锈钢平板纤维烧结毡的电阻率测试结果如图5所示：80％孔隙率不锈钢纤维毡电阻率约为3.30×10^-5Ωm，电阻率大于传统的金属导电材料，甚至是石墨的2.5～4倍，电热材料具有较大的电阻率，有利于导体在通电过程中通过焦耳效应来产生热量，提高材料的热效率。

将本实施例的金属纤维材料导电加热器通电加热后对不锈钢平板纤维烧结毡(长度109mm，宽度18mm，厚度1mm)进行温度均匀性测试，测试方法为：沿该纤维烧结毡长度方向在其表面均匀地布置5个测温点，使用热电偶测温，通电后按0.5A的电流梯度调节电流值，即获得不同的加热功率，在每个电流值下，记录稳定后5个测温点的温度值，测试结果如图6所示。由图6可以看出，同一电流下不同测温点的温度差异极小，出现了几乎重叠的情况，说明不锈钢平板纤维烧结毡温度均匀性良好。

本实施例的加热器主要用于电加热地暖，单个加热器之间可通过串并联实现大面积地暖铺设。相比于传统电加热地暖的金属电阻线盘绕铺设方式，平板纤维烧结毡加热使得地面温度分布更加均匀，温度控制更加精确，恒温效果明显增强。

实施例2

本实施例提供的金属纤维材料导电加热器如图7所示，包括：

金属纤维材料模块1，金属纤维材料模块1为单块柔性不锈钢折叠纤维烧结毡(展开长度L：330mm，宽度D：32mm，厚度δ：1mm)，不锈钢折叠纤维烧结毡由不锈钢平板金属纤维烧结毡沿着平行直线折叠而成，相邻平行直线的间距(即波峰和波谷之间的高度)为2mm。柔性不锈钢折叠纤维烧结毡的孔隙率为70％，金属纤维丝径为20μm；

分别焊接于金属纤维材料模块1两短边端部的端部正极21和端部负极22，端部正极21和端部负极22均为导电铜箔；

焊接在端部正极21上的正极导线31和焊接在端部负极22上的负极导电32；

包覆在端部正极21和端部负极22表面的绝缘保护层4(为了便于加热器毡体孔隙与被加热流体充分接触，绝缘保护层4仅包裹在端部电极表面)，绝缘保护层的材质为有机硅胶片，绝缘保护层4设置有两导线出口，正极导线31和负极导线32分别由导线出口穿出。

对本实施例中不锈钢折叠纤维烧结毡进行阻温特性测试曲线，测试结果如图8所示：不锈钢折叠纤维烧结毡的电阻随温度变化小，电阻稳定性好，因此便于温度的精确控制。

本实施例中70％孔隙率的不锈钢折叠纤维烧结毡的电阻率结果如图5所示，其电阻率约为2.24×10^-5Ωm。电阻率大于传统的金属导电材料，有利于提高材料的热效率。

将本实施例的金属纤维材料导电加热器通电加热后对不锈钢折叠纤维烧结毡进行温度均匀性测试，得到的不同加热电流下十个测温点(十个测温点为随机均匀布置，遍布了波峰、波谷及二者之间的面)的温度分布如图9所示。测试结果表明：各个测点之间的差距很小，说明不锈钢折叠纤维烧结毡温度均匀性良好。

本实施例的加热器主要用于翅片式电暖器，单个加热器之间进行串并联构成电暖器的散热翅片，实现房屋冬季供暖。为安全使用，采用24V直流稳压电源对该导电加热器供电。

实施例3

本实施例提供的金属纤维材料导电加热器如图10所示，包括：

金属纤维材料模块1，金属纤维材料模块1为单块TC4(Ti-6Al-4V)钛合金纤维烧结块(形状实心长方体，尺寸长度L：270mm，宽度D：50mm，厚度δ：4mm)，TC4钛合金纤维烧结块的孔隙率为80％，金属纤维丝径为70μm；

紧密贴覆于金属纤维材料模块1两短边端部的端部正极21和端部负极22，端部正极21和端部负极22均为导电铜箔：端部正极21和端部负极22贴覆于金属纤维材料模块1两端的方法为：金属纤维材料模块电流流经方向的两端预浸涂覆导电铜浆，确保浆料充分浸透纤维模块两端的所有孔隙，使两端部的每根纤维裹上浆料，并将其放置在电热烘箱进行两步加热固化处理：120℃固化10min，130℃固化90min；将固化好的浆料涂覆处表面用砂纸打磨平整光滑；将导电铜箔贴附于所述浆料涂覆处表面，平整紧密贴合；

焊接在端部正极21上的正极导线31和焊接在端部负极22上的负极导线32；

包覆在端部正极21和端部负极22表面的绝缘保护层4，绝缘保护层的材质为碳化硅陶瓷，绝缘保护层4设置有两导线出口，正极导线和负极导线分别由导线出口穿出。

对本实施例中TC4钛合金纤维烧结块进行阻温特性测试曲线，测试结果如图11所示：TC4钛合金纤维烧结块的电阻随温度变化小，电阻稳定性好，因此便于温度的精确控制。

本实施例中TC4钛合金纤维烧结块的电阻率结果如图5所示，TC4钛合金纤维烧结块的电阻率约为8.45×10^-5Ωm，电阻率大于传统的金属导电材料，有利于提高材料的热效率。

将本实施例的金属纤维材料导电加热器通电加热后对TC4钛合金纤维烧结块进行温度均匀性测试，得到的不同加热电流下十个测温点(十个测温点分布：上下表面各5个，具体地上下表面相对应，每个表面几何中心一个点，对角线上顶角与中心的中点处各一个)的表面温度，如图12所示。测试结果表明：各个测点之间的差距很小，说明不锈钢折叠纤维烧结毡温度均匀性良好。

基于TC4钛合金纤维模块的超强耐腐蚀性和超高比表面积，本实施例的导电加热器主要用于液体整体浸入或流动加热的场景，典型应用实例为化工反应电加热器，两种或两种以上的化学物质在TC4钛合金纤维模块中快速流动均匀混合的同时，通过模块中每根纤维丝通电发热提供给物料所需的热量，并实现温度均匀性。

由以上实施例可以看出，本发明提供的金属纤维导电加热器传热效率高、温度均匀性好，能够实现快速均匀加热，且控温精度高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种金属纤维材料导电加热器，其特征在于，包括金属纤维材料模块(1)，所述金属纤维材料模块(1)由金属纤维烧结材料组成；

分别连接于所述金属纤维材料模块(1)两短边端部的端部正极(21)和端部负极(22)；

连接在所述端部正极(21)上的正极导线(31)和连接在所述端部负极(22)上的负极导线(32)；

包覆在所述金属纤维材料模块(1)、端部正极(21)和端部负极(22)表面或包覆在端部正极(21)和端部负极(22)表面的绝缘保护层(4)，所述绝缘保护层(4)设置有两导线出口，所述正极导线(31)和负极导线(32)分别由导线出口穿出。

2.根据权利要求1所述的金属纤维材料导电加热器，其特征在于，所述金属纤维材料模块(1)由单块金属纤维烧结材料组成或由多块金属纤维烧结材料经串联或并联组成；所述金属纤维烧结材料包括金属纤维烧结毡和/或金属纤维烧结块；所述金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的整体孔隙率为30～85％。

3.根据权利要求2所述的金属纤维材料导电加热器，其特征在于，所述金属纤维烧结毡包括平板金属纤维烧结毡、堆叠金属纤维烧结毡、折叠金属纤维烧结毡和卷绕金属纤维烧结毡中的一种或几种；所述金属纤维烧结块包括长方体金属纤维烧结块、圆柱体金属纤维烧结块和棱柱体金属纤维烧结块中的一种或几种；所述金属纤维烧结块为实心或中空结构，当所述金属纤维烧结块为中空结构时，所述中空结构的壁厚为2～10mm。

4.根据权利要求2或3所述的金属纤维材料导电加热器，其特征在于，所述金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的材质独立地为不锈钢、镍、镍铬合金、铁铬合金、铜、铜合金、铁铬铝合金或钛合金；金属纤维烧结毡或金属纤维烧结块的金属纤维丝径为10～500μm。

5.根据权利要求1所述的金属纤维材料导电加热器，其特征在于，所述端部正极(21)和端部负极(22)分别焊接或紧密贴覆于所述金属纤维材料模块(1)两短边端部；所述正极导线(31)和负极导线(32)分别焊接在端部正极(21)和端部负极(22)上。

6.根据权利要求5所述的金属纤维材料导电加热器，其特征在于，当所述端部正极(21)和端部负极(22)分别紧密贴覆于所述金属纤维材料模块(1)两短边端部时，所述金属纤维材料模块(1)两短边端部表面还涂覆有导电铜浆或导电银浆，所述端部正极(21)和端部负极(22)正好将导电铜浆或导电银浆覆盖。

7.根据权利要求1或5所述的金属纤维材料导电加热器，其特征在于，所述端部正极(21)和端部负极(22)独立地为导电铜块、导电铜板或导电铜箔。

8.根据权利要求1所述的金属纤维材料导电加热器，其特征在于，所述绝缘保护层(4)的材质为氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化铍陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化镁陶瓷、耐高温导热玻璃、有机硅胶片、导热硅脂或导热胶带。

9.权利要求1～8任意一项所述金属纤维材料导电加热器在加热领域的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述金属纤维材料导电加热器串联或并联。

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