[发明专利]一种金属纤维材料导电加热器及其应用

说明书

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。

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。