[发明专利]线热源

说明书

技术领域

本发明涉及一种线热源，尤其涉及一种基于碳纳米管的线热源。

背景技术

热源在人们的生产、生活、科研中起着重要的作用。线热源是常用的热源之一，被广泛应用于电加热器、红外治疗仪、电暖器等领域。

请参见图1，现有技术提供一种线热源10，其包括一中空圆柱状支架102；一加热层104设置于该支架102表面，一绝缘保护层106设置于该加热层104表面；两个电极110分别设置于支架102两端，且与加热层104电连接；两个夹紧件108分别将两个电极110与加热层101卡固在支架102两端。其中，加热层104通常采用一碳纤维纸通过缠绕或包裹的方式形成。当通过两个电极110对该线热源10施加一电压时，所述加热层104产生焦耳热，并向周围进行热辐射。所述碳纤维纸包括纸基材和杂乱分布于该纸基材中的沥青基碳纤维。其中，纸基材包括纤维素纤维和树脂等的混合物，沥青基碳纤维的直径为3～6毫米，长度为5～20微米。

然而，采用碳纤维纸作为加热层具有以下缺点：第一，碳纤维纸厚度较大，一般为几十微米，使线热源不易做成微型结构，无法应用于微型器件的加热。第二，由于该碳纤维纸中包含了纸基材，所以该碳纤维纸的密度较大，重量大，使得采用该碳纤维纸的线热源使用不便。第三，由于该碳纤维纸中的沥青基碳纤维杂乱分布，所以该碳纤维纸的强度较小，柔性较差，容易破裂，限制了其应有范围。第四，碳纤维纸的电热转换效率较低，不利于节能环保。

有鉴于此，确有必要提供一种线热源，该线热源重量较小，强度大，可以做成微型结构，应用于微型器件的加热，且电热转换效率较低，利于节能环保。

发明内容

一种线热源包括一线状基底；一加热层设置于线状基底的表面；以及两个电极间隔设置于加热层的表面，并分别与该加热层电连接，其中，所述的加热层包括一碳纳米管层，且该碳纳米管层包括多个碳纳米管相互缠绕，无序排列。

与现有技术相比较，所述的线热源具有以下优点：第一，碳纳米管可以方便地制成任意尺寸的碳纳米管层，既可以应用于宏观领域也可以应用于微观领域。第二，碳纳米管比碳纤维具有更小的密度，所以，采用碳纳米管层的线热源具有更轻的重量，使用方便。第三，碳纳米管层的电热转换效率高，热阻率低，所以该线热源具有升温迅速、热滞后小、热交换速度快的特点。第四，所述的碳纳米管层中的碳纳米管无序排列，具有很好的韧性，可以弯曲折叠成任意形状而不破裂，所以具有较长的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术的线热源的结构示意图。

图2为本技术方案实施例的线热源的结构示意图

图3为图2的线热源沿线III-III的剖面示意图。

图4为图3的线热源沿线IV-IV的剖面示意图。

图5为本技术方案实施例的碳纳米管层的扫描电镜照片。

图6为本技术方案实施例的碳纳米管层的照片。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案线热源。

请参阅图2至图4，本技术方案实施例提供一种线热源20，该线热源20包括一线状基底202；一反射层210设置于该线状基底202的表面；一加热层204设置于所述反射层210表面；两个电极206间隔设置于该加热层204的表面，且与该加热层204电连接；以及一绝缘保护层208设置于该加热层204的表面。所述线热源20的长度不限，直径为0.1微米～1.5厘米。本实施例的线热源20的直径优选为1.1毫米～1.1厘米。

所述线状基底202起支撑作用，其材料可为硬性材料，如：陶瓷、玻璃、树脂、石英等，亦可以选择柔性材料，如：塑料或柔性纤维等。当线状基底202为柔性材料时，该线热源20在使用时可根据需要弯折成任意形状。所述线状基底202的长度、直径以及形状不限，可依据实际需要进行选择。本实施例优选的线状基底202为一陶瓷杆，其直径为1毫米～1厘米。

所述反射层210的材料为一白色绝缘材料，如：金属氧化物、金属盐或陶瓷等。本实施例中，反射层210的材料优选为三氧化二铝，其厚度为100微米～0.5毫米。该反射层210通过溅射的方法沉积于该线状基底202表面。所述反射层210用来反射加热层204所发的热量，使其有效的散发到外界空间去，故，该反射层210为一可选择结构。

所述加热层204包括一碳纳米管层。该碳纳米管层可以包裹或缠绕于所述反射层210的表面。该碳纳米管层可以利用本身的粘性与该反射层210连接，也可进一步通过粘结剂与反射层210连接。所述的粘结剂为硅胶。可以理解，当该线热源20不包括反射层210时，加热层204可以直接包裹或缠绕于所述线状基底202的表面。