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水性炭系电热涂料的制备及性能研究

赵海霞 , 夏金童 , 王双 , 赵庆才 , 赵敬利 , 李允柱 , 刘奉来

电镀与涂饰

以水性丙烯酸树脂为粘结剂,石墨为主要导电填料,配入其他导电填料制备了水性炭系电热涂料.研究了水性丙烯酸树脂添加量、溶剂水的用量、固化温度和导电填料种类对涂层电热性能的影响,并测试了最佳条件所得涂层的使用性能.结果显示,水性丙烯酸树脂与石墨的质量比为5∶5时,涂层在80 V的电压下通电5 min,表面温度可达95℃.溶剂水的添加量宜23%~27%,涂层固化温度宜50℃左右.在所选炭黑、煅后焦、无烟煤、三氧化二铝、二氧化硅和碳化硅这6种填料中,石墨与炭黑复合后所得涂层电热性能最好.当m(水性丙烯酸树脂)∶m(石墨)∶m(炭黑)=5∶4∶1时,40 V电压时涂层表面温度可迅速达到100℃以上,且耐水性、耐热性、硬度和附着力均满足使用要求.

关键词: 水性丙烯酸树脂 , 填料 , 石墨 , 炭黑 , 电阻率 , 电热性能

新型炭/陶复合电热材料的研制

魏炜 , 夏金童 , 李劲 , 赵敬利 , 赵庆才 , 李允柱 , 刘奉来

功能材料

选取膨润土作为陶瓷基体,以鳞片石墨、预处理石墨及炭黑作为导电原料,碳化硅作为增强原料,经球磨混合、50MPa模压成型和1000℃热处理3h后制备出炭/陶复合电热材料。采用XRD和SEM对其物相组成和微观形貌进行表征,并对其通电发热性能、力学性能和抗氧化性能进行了测试和分析。所制备的炭/陶复合材料具有优异的电热性能,在交流低电压(10V)下即可迅速升温,并在较高温度下保持相对稳定,研制的样品中最高发热温度可达643℃。通过调整碳化硅含量,复合材料抗弯强度可达14.3MPa。通过将炭材料和陶瓷材料复合,可有效改善炭材料的抗氧化性,使其明显氧化失重温度升高200℃左右。

关键词: 炭/陶复合电热材料 , 电热性能 , 力学性能 , 抗氧化性能

掺不同功能材料水泥砂浆力学与电热性能的研究

彭海龙 , 高培伟 , 王华侨 , 耿飞 , 高翔 , 习雨同

硅酸盐通报

研究不同功能材料替代量对水泥砂浆力学性能和电阻率的影响,根据力学和导电性能分析炭黑的最优替代量,分析了基准砂浆和最优替代量砂浆的电热效果.用不同量的炭黑替代水泥砂浆中的碳纤维,研究表明:随炭黑替代比例增加,砂浆电阻率增大,基于力学和导电性能确定炭黑的最优替代量为25%~50%;60 V电压下,含碳纤维1%的水泥砂浆、25%及50%炭黑替代碳纤维的砂浆在90 min的平衡温度分别为63℃、61℃和44℃;通过砂浆的电热实验最终确定炭黑替代碳纤维在砂浆中的最优替代量为25%.

关键词: 功能材料 , 水泥砂浆 , 力学性能 , 电热性能

炭/陶复合材料电热性能的研究

李焰 , 夏金童 , 邵浩明 , 卢学峰

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.02.014

通过在陶瓷基体原料(高岭土)中添加炭系导电原料(石墨、炭黑),经球磨混合、模压成形和烧结工艺制得炭/陶复合材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、数字测温仪等分析和测试了所研制试样的相组成、显微结构以及电热性能.结果表明,本实验的烧结条件下,炭系导电原料不会和陶瓷基体发生反应,其导电性不会受到影响.单一石墨和炭黑含量超过30和25wt%或石墨加炭黑混合(m石墨: m炭黑=1: 1)导电原料含量超过30wt%时,可在炭/陶复合材料内部形成良好的连续导电通道,且该材料具有优良的电发热性能.

关键词: 炭/陶复合材料 , 石墨 , 炭黑 , 电热性能

导电填料对炭系电热涂料电热性能的影响

艾晓龙 , 夏金童 , 赵敬利 , 赵庆才 , 李允柱 , 刘奉来 , 何成林

涂料工业 doi:10.3969/j.issn.0253-4312.2012.06.009

研究了石墨含量对炭系电热涂料电热性能的影响,并对以石墨为主要导电填料,配入一定质量的炭黑和碳化硅原料制备的炭系电热涂料电热性能进行了分析讨论.电热性能测试和SEM分析表明:石墨是炭系电热涂料优良的导电填料,当石墨含量为50%(粘结剂为50%)时,在220 V的电压下通电10 min,其涂层的发热功率为18.6 W,发热温度为43℃;配入炭黑和碳化硅原料时,在同等测试条件下,配比为m(粘结剂)∶m(石墨)∶m(炭黑)=5∶3∶2的涂层电热性能最好,发热温度稳定在53℃,可用于民用采暖;配比为m(粘结剂)∶m(石墨)∶m(碳化硅)=5∶4∶1的涂层发热温度可稳定在37℃.实验表明:炭黑比碳化硅对炭系电热涂料的电热性能影响大,能较好地提高炭系电热涂料的电热性能.

关键词: 电热涂料 , 电热性能 , 石墨 , 炭系填料

低压高效石墨烯复合涂料的电热性能研究

黄坤 , 曾宪光 , 裴嵩峰 , 张敬雨 , 任文才

涂料工业

分别在环氧、环氧改性有机硅、乙烯基树脂3种体系中,以石墨烯为导电填料,研究不同含量的石墨烯对涂料电热性能的影响.结果表明:石墨烯填充在乙烯基树脂中时,发热效率最高,石墨烯复合环氧树脂的涂层附着力最好;石墨烯与环氧改性有机硅复合综合性能最佳.当温度为25℃时,石墨烯含量为3%的环氧改性有机硅涂层在20 V低电压下通电2 min,涂层维持温度为61℃,涂层功率为12.5 W/dm2,而且涂层物理性能最佳.石墨烯复合环氧改性有机硅树脂的电热涂料能满足安全、便捷、高效的要求.

关键词: 电热涂料 , 电热性能 , 石墨烯 , 复合涂料

加捻和编织工艺对聚丙烯腈基碳纤维电热元件电热辐射特性的影响

曹伟伟 , 朱波 , 张敏 , 王成国

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.09.008

测试了几种编织工艺聚丙烯腈基碳纤维及其电热元件的电热性能,并进行了电热辐射机理分析.结果表明:编织工艺对碳纤维(毡)电热体及其电热元件的电热温升、阻温特性、热惯性均有较大影响;采用多股绳编织工艺,可以改善碳纤维电热元件的电热性能,降低其热惯性,同时也可降低电热体自身的表面负荷.编织工艺与电热辐射特性结合,可以实现温度的自我调节,提高碳素电热材料的温敏效应.

关键词: 聚丙烯腈基碳纤维(毡) , 电热性能 , 编织工艺

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