[其他]发热鞋垫

说明书

本发明属电介质物理，压电铁电物理，高分子聚合物技术等。

冬天在室外作业、候车、步行等，都会有一种共同的感觉-脚冷。因为人的脚部离心脏较远，由心脏传送的热能在途中，即已被基本消耗，为了使心脏加快输送频率，得到微乎的热能，常常有人在原地加速踏动。事实上这种踏动所发出的力能，绝大部分是无效的。

步行，对于任何人（残废者外）是不可避免的一项运动，自有人类已来，一直仅被做为前进或后退的功能，其实每行一步，都有一压缩，松驰的机械功能。然而这种能一直为无用功而浪费。

1880年P居里j居里兄弟发现了。即：在某些晶体的特定方向施加机械应力或拉力，晶体的一些对应表面上分别出现正负束缚电荷其电荷的密度跟施力的大小成正比。称之为压电效应，同时这些晶体也具有：在电场的作用下，其尺寸发生变化。称之为逆效应。

这一原理现已被广泛地应用于国防、科研、探测、电声及民用生活（电子打火机）根据这一原理，人步行的压缩松驰过程，均完全符合压电发电的过程，将其二者结合，即步行发电的诞生。（参看国防工业出版社孙、张福学主编的《压电学》一书）。

电热转换一般都很熟知，近年来随着人们对自动化的渴求：电子工业中出现了一种能自动恒温的发热材料，称之为PTC特性，即：其温度在居里点以下时，是良好的导电发然体，当温升在居里c附近电阻有急剧增大的特性（参看机械工业出版社徐开先、叶济民编写的《热敏电阻器》一书）采用PTC特性的材料和高聚物压电复合材料组合，即可制成电热鞋垫-发热鞋垫。

对于那些长时间活动又很少有烤火机会的如：巡逻在祖国北疆的战士，常年作业于野外的地质工作者和站立服务于大众的营业员等，无疑是一大福音。若配上微型蓄电装置（当PTC阻值增大过剩的电能，即可蓄入电池）和提高压电材料的压电常数即均可恒温差多余电能还可提供夜间步行照明，和那些运动无规则人的卸寒等，更大范围地扩大应用。

技术内容分以下两个方面：

1.压电材料：

根据鞋垫的软性要求。采用30%的PVF₂粒料加入40%的BaTiO₃和30%PZT，及适量的溶剂（酮类、增塑剂）在PVF₂软化温度点附近混炼后轧制成2.5mm的薄片）再在PVF₂薄片的两面然后复合细钢网布做为电极，将其裁剪成合适的尺码鞋垫后，在强电场的作用下加热至PVF₂软化温度进行极化处理，即成具有压电效应的鞋垫。

2.自动恒温发热体

用BaTiO₃添加微量的Nb.Bi将其混合，采用一般的陶瓷工业成型，经高温烧结，烧结的温度系数及居里点温度TC随组分及烧结条件，尤其是冷却速度的不同而变化，从此获得所需要的热敏电阻值和TC点。

但由于该材料属硬质体不便制成整体的鞋垫。因此将其制成合适的几何块组合在PVF₂复合压电体上，足尖部分的热系数将大于其他部位。