碳纤维基本知识
碳纤维（Carbon Fiber）是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化而制得的含碳量大于90%的高强、高模、耐高温特种纤维。碳纤维是一种与人造丝、合成纤维丝一样的纤维状碳材料。通常的碳纤维是指由碳和石墨所制备成的碳纤维材料。
碳纤维是一种新型的高性能纤维增强材料，它具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电、导热和远红外辐射等诸多优异性能。它可以依复合材料形式减轻构件重量，从而提高构件的技术性能。现已广泛应用于航天、航空、新型纺织机械、石油化工、医药器械、汽车、机械制造、建筑行业、文体用品、电信、电加热等高新技术领域。它的广泛应用将会极大地改变我们的生活方式和提高我们的生活质量。
用碳纤维复合的工程材料优于金属材料，其抗拉强度高于钢材3-4倍；刚度高于2-3倍；耐疲劳性高于2倍；重量比钢材轻3-4倍；热膨胀小4-5倍。碳纤维作为电热材料具有升温迅速、使用寿命长、节能和远红外效果显著等优异性能。有效的解决了金属发热体易氧化、使用寿命短的缺点。因此碳纤维的出现使纤维复合材料和电热材料具有更广阔的发展和应用前景。
随着各种纤维材料增强技术逐渐变的与结构设计同样重要及电热性能的优异，碳纤维材料的发展过程先后因起了诸多发达国家和发展中国家的关注，才有了碳纤维材料今天大力发展的形势。在碳纤维材料的研究和开发过程中，科技工作者已经认识到，碳纤维材料是进入二十一世纪的最具有诱惑的纤维增强材料和电热材料。
★碳纤维红外线石英电热管
碳纤维发热体是本世纪最具竞争力的高科技材料，它的出现在电热领域掀起了一场新的革命，碳纤维发热体替代金属发热体将成为一种必然的趋势。
碳纤维红外线石英电热管是一种区别于金属丝、卤素等传统电热管的高科技产品，具有使用寿命长、电热转换效率高、红外线辐射、健康环保等优异性能。
一、产品简介：1、产品简介
本产品发热体基材为进口碳纤维发热体，具有功率余量大、耐高温、高热能力强、使用寿命长、且功率可随意调节等优点。碳纤维红外线石英电热管产品，符合GB／T2423、3-1993电子电工产品基本环境实验规规程，试验Ca：恒定湿热实验方法及GB4706﹒1-1992家用和类似电器的安全通用要求。
2、产品性能特点
＊ 电气性能稳定
碳纤维石英电热管通电以后，在频繁启动、关闭和长期连续工作中，功率稳定在一定公差范围之内，不会产生任何的瞬间功率冲击。
＊热效率高，碳纤维发热体是纯黑体材料，在电热转换过程，可见光很少，电热转换效率达95％以上，比镍、铬、钨、钼等到材料作为发热体的加热器，可节能30％；在相同功率下，比镍铬金属电热管辐射温度高30℃，比钨钼丝石英电热管高15℃。发出的红外线，被人体、衣物、水等直接吸收性特强，在热传递过程中热量损失小；对碳水化合物吸收更强，有良好碳原子谐振效应，产品效能大大提高。
碳纤维发热体具有升温迅速、热滞后小、发热均匀、热辐射传递距离远、热交换速度快等特点。工作过程中光通量远远小于金属发热体的电热管（见下表），电热转换效率高达95%以上（也就是说你用1000w的普通电热管，用碳纤维电热管的时候只需要700w）。
＊远红外和实用性集于一身
碳纤维石英电热管的能量发射方式是以远红外辐射为主，其中远红外辐射效率达到了70%以上。碳纤维石英电热管在通电以后，会辐射出可以加热物料的红外线能量。远红外线辐射加热灯管的红外线辐射波长为2.3--14μm，主要用于高红外加热技术，以高密度、高能量、高强辐射方式对工件加热，适合现代生产工艺高产量、高品质的要求。这段波长的远红外线谱被称为“生命之光”，占整体波长的80%以上。同时它能够被空气中的水分子吸收产生共振摩擦热效应，实现了快速提高采暖环境温度的作用。特别是能有效的活化人体组织细胞、促进血液循环、加速新陈代谢、增强免疫能力，同时还具有防臭除湿抗菌等效果。
＊使用寿命长
碳纤维石英电热管，其寿命≥6000小时以上，在频繁启动、关闭和长期连续工作中，发热体无氧化和击穿现象，发热光色均匀、管壁内外清洁。
＊产品特性
与金属发热体不同，碳纤维本身的特性，它完全避免了电磁场的产生。在烤漆设备上应用避免了传统方式漆的表面凹凸不平的现象，使质量品质得到进一步提高。
二、技术参数
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电 压（V） |
24．36．72．100．110．115．120．220．230．240．380 | ||
|
功 率（W） |
150-200 |
功率误差（％） |
＋5～－10 |
|
长 度（mm） |
180－1800 |
长度误差（mm） |
±2 |
|
管 径￠（mm） |
8．10．12．14．18．22．28．32 |
管径误差（mm） |
±0．05 |
|
电一热转换效率（％） |
≥95％ |
最高工作温度（℃） |
≤ 800 |
|
电一热辐射转换效率 |
≥70％ |
最高发热温度（℃） |
≤ 900 |
|
法向全发射率（％） |
≥88％ |
红外线波长（μm） |
1．5～12 |
|
色 温（K） |
800～1500 |
平均使用寿命（h） |
≥ 6000 |
|
耐冷热骤变 |
1．2倍电压下、强制或室温冷却21个循环无异常 |
泄漏电流（mA） |
1.36倍电压下 ≤0.5mA |
三、碳纤维红外石英电热管与金属发热体电热管光通量比较
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序号 |
检验项目 |
单位 |
检验结果 | ||
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|
功率（W） |
碳纤维 |
金属 | ||
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1 |
总光通量 |
400 |
Lm |
3．50 |
68．2 |
|
2 |
600 |
3．70 |
228．0 | ||
|
3 |
800 |
12．6 |
712．9 | ||
|
4 |
1000 |
85．5 |
2302．5 | ||
四、产品用途：
本产品广泛应用于取暖器、暖风机、浴霸、远红外理疗、美容仪器等各类取暖及远红外保健领域。
本产品广泛应用于食品烘干机械、茶叶烘干机械、假发烘干等烘干和干燥及各类远红外烘干（干燥）烤箱领域。
本产品广泛应用于烤漆、喷塑、塑料设备等及各种烘干通道。
本产品广泛应用于蔬菜大棚保温种植、泵房干燥、除潮等领域。
本产品广泛应用于消毒柜、光波炉、面包机、多士炉、食品烤箱等。
本产品广泛应用于各类酸质的加温、化学反应釜等化工领域。
五、安装使用注意事项：
1、水平安装时倾斜度不大于30度。
2、使用时配用铝反射罩或不锈钢反射罩，平面或抛物面反射罩。但抛物反射罩最佳：提高辐射的利用率高，本厂可代加工。
3、应避免剧烈振动和摇动。
4、加热元件与被加热物之间距离最佳控制为150一450毫米为宜，视烘干物体的具体状况而定。
5、石英加热元件属脆性材料，安装使用时应注意安全、使用时根据被加热物件的具体情况，采取必要的防护措施，以免产生机械损伤。
★碳纤维与金属发热体、PTC等材料比较
1、与金属发热体比较
碳纤维电热体是一种全黑体材料，电热转换效率高。在电热过程中抗拉强度没有极大改变。前期处理方法合理，高温状态下使用，不氧化，其单位面积的电流负荷不发生改变。
金属电热体黑度系数较小，电热转换过程存在着可见光，因此表现出电热转换效率低。高温状态下金属丝表面易氧化，由于氧化层不断的增厚电阴不断的增大，造成了金属丝有效单位面积的电流的负荷增大，因此易烧断。在相同的电流负荷面积下，金属丝的强度比碳纤维低6~10倍，在使用过程中易折断。通过碳纤维电热体与金属丝电热体电热特性和机械性能的比较，不难看出碳纤维电热体，是目前能够彻底解决由于金属电热体的不可靠而引起的质量缺点。
2、与PTC电热材料比较
PTC电热体大都有陶瓷材料或塑料材料制成，利用陶瓷材料或塑料材料电子缺位进行电热转换的。由于陶瓷材料的纯度低的问题，塑料材料的聚合问题和二者材料不均匀问题，造成PTC电热体在电热转换的使用过程中很容易出现弥散性的局部击穿，使击穿部位的电阻不断增大，从而使PTC电热体显现出整体电阻的增大，加热功率出现衰减。
碳纤维电热体是由稳定的大分子量的长链碳结构组成。在电热转换过程中不存在着弥散性的局部击穿问题，在使用过程当中也就不存在电热功率衰减。因此用碳纤维电热体做成的电热元件可以广泛使用在对电热功率要求稳定的环境中。
★单端出线碳纤维红外线石英电热管
一、单端出线碳纤维经红外线石英电热管是一种新型电热管，主要用于酸碱液体加热，电镀、印染机械、医药机械、退火炉窑等相关加热领域。
二、产品特点
采用纯黑体的高科技材料碳纤维作为发热芯体，具有电热转换效率高，热滞后效应小。
三、产品规格描述
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名称 |
型号 |
电压（V） |
功率（W） |
管径（mm） |
长度（mm） |
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单端出线A型 |
TSD-A-1 |
220～240 |
300～1500 |
14～18 |
300～1300 |
|
TSD -A-2 |
380 |
1000～1500 |
14～18 |
550～1300 | |
|
单端出线B型 |
TSD -B-1 |
220～240 |
1000～2500 |
28～32 |
550～1300 |
|
TSD -B-2 |
380 |
1000～2500 |
28～32 |
550～1300 |
四、注意事项
1、石英电热器不适合用于含氢氟酸性溶液及大碱性溶液的加热，在此类溶液中长期使用石英管表面易溶解穿孔。
2、在铝氧化强酸抛光和有固体沉积的液体加热时，需时酸液中的固体沉积物定期清除，以免粘附石英管表面，产生低熔点化合物，腐蚀破坏石英管。
3、低表面功率设计（4.5w/cm2），稠性溶液中加热应选用低表面功（2.5w/cm2）设计，确保产品的使用寿命。
4、电热器的体积尺寸不可随便更改及更改表面积，否则会使电热器的表面功率过大影响使用寿命。
5、所有加热器应配过热保护器或PT100感温探头，确保使用寿命与设备安全。