電熱膜的應用前景及技術的研究方向和意義

電熱膜的應用前景及

技術的研究方向和意義

一(yī)、 電熱膜的應用前景

    國際上最早開(kāi)發和使用電熱膜的是俄羅斯，俄羅斯最早在國防和宇航中(zhōng)使用。把加熱薄膜塗在導彈發射井的井壁和宇航飛機的内壁，用于加熱和保持環境溫度。由于薄膜加熱材料具有優良的導電性能，可以吸收各種射線和電磁波、遠紅外(wài)波和微波，它在核工(gōng)業、軍工(gōng)方面有着特殊的用途。俄羅斯把這種材料塗在飛機的表面，制成了防雷達的“隐形”飛機。

   随着薄膜加熱材料的發展和成本下(xià)降，人們逐漸把這種材料用于工(gōng)業産品和民用産品中(zhōng)。日本魯斯托化學公司就把電熱膜用于飛機機翼除冰和飛機場的除冰、除雪。用有機材料制成的透明電熱膜，可用于汽車(chē)擋風玻璃的防霧和除冰，還用于冷藏式陳列櫃的除霜。由于薄膜加熱材料和被加熱表面，是以化學鍵或分(fēn)子的方式結合，因此，薄膜加熱材料較其它的加熱材料有較高的熱效率，一(yī)般達到90%以上。用電熱薄膜制成的電熱水器比電阻絲的電熱水器節電35%，人們還用電熱薄膜制成了電熱咖啡壺、電熱煎鍋、電淋浴器等民用産品。電熱薄膜可以制得很薄，因此，它有較寬的電壓适用範圍，可以适用6~240V的電壓，用電熱薄膜能夠十分(fēn)方便地制成低壓加熱器。用電熱薄膜制成的汽車(chē)尾汽處理預加熱裝置、汽車(chē)發動機預加熱裝置，可以十分(fēn)方便地使用低電壓汽車(chē)電瓶。用于高寒地區使用的電熱手套隻使用二節充電電池作電源。石油開(kāi)采和輸送中(zhōng)，使用許多閥門，到了冬天，這些閥門需要預熱，由于閥門的外(wài)形是不規則形狀，用電阻絲加熱十分(fēn)不方便，用電熱薄膜加熱就解決了這一(yī)問題。電熱薄膜在加熱中(zhōng)沒有明火(huǒ)，因此，它使用起來十分(fēn)安全可靠，特别是在煤礦、化工(gōng)廠、油庫等需要加熱的場所，使用電熱膜可以提高安全性。

   由于薄膜加熱材料是一(yī)種新型的發熱材料，人們對它的開(kāi)發和利用才剛剛開(kāi)始，鑒于它自身特有的優點，它一(yī)定有着十分(fēn)廣闊的應用前景。

二、 電熱膜技術研究方向和意義

   電熱膜是一(yī)種高效節能産品，僅此一(yī)個理由就決定了它一(yī)定要發展、一(yī)定能發展。2004年6月的世界環境日，中(zhōng)央電視台播放(fàng)的特别節目中(zhōng)提到：目前世界的能源狀況，按照當前世界工(gōng)業化發展速度和能源消耗，世界的石油儲量夠用40年、天然氣儲量夠用60年、煤炭儲量夠用200年，節能和開(kāi)發可再生(shēng)能源是擺在全人類面前的頭等大(dà)事。電熱膜技術作爲一(yī)項新興技術，其廣泛使用必将産生(shēng)良好的經濟效益和社會效益。

   我(wǒ)(wǒ)國是一(yī)個能源短缺的國家，1990年總發電量爲6150億度，按人口來計算用電水平離(lí)發達國家還存在着相當大(dà)的差距。由于工(gōng)農業生(shēng)産的發展，全國缺電達數百億度。我(wǒ)(wǒ)國居民生(shēng)活用電近幾年來增長很快，年增長率均在 20%以上，現在已占總用電量的近10%。電熱器具很多是 “電老虎”，像電熱炊具、取暖器的功率很多都在500 瓦以上，保溫器具的功率也一(yī)般都在100 瓦以上。全國各種電熱器具的總産量約爲7000萬隻左右，若其中(zhōng)三分(fēn)之一(yī)爲500瓦/隻，三分(fēn)之二爲100瓦/隻，則這些電熱器具消耗的總功率要達0.16億千瓦，以每天使用2小(xiǎo)時計算一(yī)年耗電 110 億度以上。所以開(kāi)發電熱膜産品，在節能上是很有意義的。若電熱膜能取代三分(fēn)之一(yī)的傳統電熱元件，按節電20%計，則每年可節電20多億度。

   半導體(tǐ)電熱膜(Semiconductor Electroheating Film，簡稱SEHF)，又(yòu)稱金屬氧化物(wù)電熱膜，是能緊密地結合在電介質表面上，通電後成爲面狀熱源的薄膜狀半導體(tǐ)電熱材料，它具有熔點高、硬度大(dà)、電阻低、熱效率高、化學穩定性好等特點，特别是耐酸和堿、在加熱過程中(zhōng)無明火(huǒ)的特性，在電熱領域受到人們的重視。半導體(tǐ)電熱膜目前在國際上被公認爲是工(gōng)藝控制難度大(dà)、不易研制和開(kāi)發的一(yī)種極具應用潛力的電熱膜，它有可能靠薄膜自身特性控制溫度，成爲安全的 “智能”型發熱材料，它将是未來導電膜發熱體(tǐ)的主要研究方向。國内半導體(tǐ)電熱膜的研究工(gōng)作，最早進行的主要是二氧化錫膜。二氧化錫電熱膜又(yòu)稱半導體(tǐ)電熱膜、無機電熱膜、透明電熱膜等，是電熱膜中(zhōng)較常用的一(yī)種。二氧化錫是這種金屬氧化物(wù)半導體(tǐ)的典型代表，它在國防和工(gōng)業技術上有着重要的作用。日本旭硝子等公司曾用離(lí)子輔助濺射、真空蒸鍍等方法，生(shēng)産過此種導電膜，但是由于成本較高，一(yī)直停留在軍事工(gōng)業和電子工(gōng)業應用上，而大(dà)規模的民用生(shēng)産始終未見推廣。純二氧化錫制備的薄膜其電阻性能不穩定，主要是溫度系數太大(dà)。如果在二氧化錫中(zhōng)添加其它元素，可以改進穩定性和電阻溫度系數。