纳米电热膜技术及在民用电热产品中的应用
常州-纳米电热膜技术简介 梅健
高温透明纳米晶体膜技术及产业化第一章项目概述一、项目概述晶体膜技术可广泛应用于航空、航天、电子、电工、冶金、化工、交通、汽车、家用电器、军工等需要加热的领域，具有温度精确调节、加热均匀、节能环保、不污染环境的特点，市场前景十分广阔。
但目前市场上的晶体膜产品普遍存在不耐高温、不耐干烧、功率衰减的缺点，成为限制晶体膜技术市场应用的瓶颈。
本项目团队通过前期攻关，攻克并掌握了耐高温晶体膜的三大核心技术：（1）精准的晶体膜多元化学成分配方；（2）可连续生产的在线式高温气相镀膜设备；（3）晶体膜产品批量化制造工艺流程。
同时，还申请了发明专利和实用新型专利超过100项。
在此基础上，已经开发出多款可实用化的高温晶体膜产品，与市场同类技术和产品相比，我们开发的晶体膜技术及产品具有以下独有的特点和优势：（1）独特的材料配方：制备晶体膜的多元核心组份配方多达9种，粒度只有数十纳米，均匀致密，与载体结合力超强，即使长时间工作在高温下也不会脱落，且厚度只有几微米，完全透明，可直接制作在窗口材料上，既可用于航空航天等高端领域，也可用于家用电器等民用市场。
（2）独特的动态成膜技术：采用一种自主开发的动态成膜技术，可将晶体膜直接制作在任意形状的载体表面，包括各种曲面和平板，即使是大尺寸平板，晶体膜的膜厚和电导率分布也非常均匀，不会出现局部电流过大导致发热不均，乃至晶体膜烧毁的情况。
（3）优异的高温性能：可加热至450℃高温，最高甚至可达600℃，控温精确，可大面积加热且发热均匀，最大亮点是可长时间在高温下连续干烧，远非市场同类产品可比。
（4）稳定性好：晶体膜材料的物理性能好，硬度高，不易损伤，其化学特性也十分稳定，耐酸碱腐蚀，即使在高温下长时间连续干烧，晶体膜材料也不会氧化和脱落，寿命长，是传统电热丝加热器的10倍以上。
（5）安全性高：无明火，不漏电，即使直接往晶体膜表面泼水也能正常工作。
（6）节能：交直流供电均可，热响应速度快，传热面积大，热惯性小，电热转换效率高，比传统电热丝加热器省电30%，在特定环境下可以省电50%，而且工作时无碳排放，节能环保。
纳米加热（Nanoheat）技术
纳米加热（Nanoheat）技术一、纳米加热（Nanoheat）技术简介纳米加热（Nanoheat）技术是以纳米厚度（一米等于109纳米）的原件发热的多层电热板，能利用交流或直流电源到达快速及高效加热功能；纳米加热原件是将纳米加热材料涂布在微晶陶瓷板上再装上电极而形成的（如下图所示）。
二、纳米加热（Nanoheat）技术的特点环境友好、节能、高效并且用途广泛，主要表现在以下这些方面。
1.制作时消耗的原料很少，有利于环境保护；2.能源效率高。
使用纳米加热技术可以使加热速度达到5摄氏度每秒（300摄氏度每分钟），并且有超过99%的能源效率；3.超低电阻/高能量密度。
能够在10X10平方厘米的面积能产生5千瓦的加热功率；4.能够利用再生能源或直流电源加热。
使用24伏的直流电源能够使加热温度达到200摄氏度；5.不会产生磁场干扰，改善使用环境，对加热器周边的人体没有危害；6.能够应用在多种基体材料上，例如玻璃、陶瓷及钢材等多种金属；7.纳米厚度使其方便的用于各种设计和应用中。
三、和传统的加热方式技术对比优势纳米加热传统加热环境友好∙材料消耗只需要消耗不到1克的纳米原料制作加热线圈需要消耗近一公斤的金属材料节能∙高能效加热速度可以达到5-20℃/S（300℃/min）超过99%的动态传热能源效率和90%的静态能源效率电磁发热：75%-85%能源效率金属辐射盘：65%-75%能源效率（数据来至美国能源部报告）高效∙可使用再生能源和直流电超低电阻，可以使用直流电源驱动，并且可以制成便携式加热器电阻高，不易制成便携式加热器应用广泛∙无磁场干扰∙纳米尺寸方便设计广泛适用于医疗、实验室、军工设备、汽车以及航空航天领域不能适用需要于无电磁的环境。
电热膜的优缺点
电热膜采暖优、缺点介绍纳米碳电热膜供暖系统的主要优点：一、节能通过室内设置的温控器，根据需要调整室温并保持恒定，暂不使用的房间可以调低温度，真正实现经济运行、节约能源的目的。
24小时采暖，工作时间只有4-6小时。
比发热电缆、电锅炉节省30-50%电能。
二、节省层高现代住房层高一般都比较矮，如果用水地暖或发热电缆地暖，则层高会占用8-10CM，而电热膜采暖则只需要4-5CM。
三、节省用地解决了建锅炉房、储煤、堆灰、管网设置等一系列占地问题，避免烟囱林立，有利于城市规划。
汉高特执行董事接受央视等媒体专访四、无污染没有煤灰、烟尘、燃烧废气等环境污染，符合现代化城市环保的需要;系统运行无噪音、无气味;室内没有热空气对流引起的灰尘飘浮，使室内空气更清洁，有益身体健康。
五、安全电热膜完全防水，接头处也做了防水处理，使整个系统耐潮湿、耐强酸、强碱。
在建筑物中按工艺规范安装的电热膜供暖系统，工作时电热膜表面最高温度不超过50℃，因此不会发生烫伤。
至于火灾安全隐患还是建议用户选用正规厂家的，如汉高特纳米碳电热膜就采用了防火设计，不然会有火灾隐患。
整个系统全部采用并联方式连接，这样可靠性高，不会出现断开后整个房屋温度起不来的现象。
六、寿命长电热膜供暖系统的使用寿命长达五十年，无需专门设立维护、维修机构。
更不会有水暖系统的跑、冒、滴、漏及暖气片冻裂等问题，水暖系统一旦漏水造成楼下邻居装修破坏，赔偿损失不说，还造成邻里不和，会非常麻烦！七、可计量长期以来，传统供暖量一直无法计量。
电热膜供暖系统可以分室、分户计量供暖量和运行费用，促进了居民节能意识的提高。
通过温控器分室控制温度，使人们能象"节水"、"节电"那样灵活、方便地"节暖"。
八、舒适不干燥因为是以辐射方式供暖，无传统供暖的干燥、闷热感觉，给人的感觉就象在阳光照射下一般温暖、舒适。
同时，由于墙壁、地面、家具等吸引能量，温度升高，从而减少了对人体的冷辐射，因此电热膜供暖系统的舒适度高于传统供暖系统。
碳纳米薄膜发热膜
碳纳米薄膜发热膜
碳纳米薄膜发热膜是一种由碳纳米管制备而成的薄膜发热材料，具有优异的电热性能和稳定性。
由于其出色的电热转化效率和红外辐射特性，碳纳米薄膜发热膜被广泛应用于各种电热产品中，如电热毯、电暖器、空调等。
碳纳米薄膜发热膜的制备方法主要包括化学气相沉积、物理气相沉积、喷涂法等。
其中，化学气相沉积法因其制备温度低、碳纳米管结构可调、性能优异等特点而备受关注。
碳纳米薄膜发热膜具有优异的电热性能和稳定性，其电热转化效率高达95%以上，使用温度可达400℃以上，且具有很好的红外辐射特性和生物相容性。
此外，碳纳米薄膜发热膜还具有轻质、薄型、柔性等特点，可加工成各种形状和尺寸的发热器件，适应性强。
总之，碳纳米薄膜发热膜是一种高性能的电热材料，具有广泛的应用前景和市场前景。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，碳纳米薄膜发热膜将会在更多领域发挥重要作用。
电热膜应用领域
电热膜应用领域现代人都非常看重健康，而且随着人们生活水平的提高，人们开始追求更好的生活质量，采暖也有了越来越高的要求。
电热膜随之进入了人们的生活中。
电热膜因其有操作简单、节能环保、健康舒适等优点，占据了采暖市场的一部分份额。
但谁有规定了电热膜只能供人采暖用?当这条思维定律被打破，电热膜的生存空间被狠狠地拓展延伸了。
电热膜作为具有突出特性的电加热元件，在国内外已经应用在多个领域。
一、工业、农业和畜牧业电热膜在工业上的应用包括罐体、管道的加热和保温，工业生产和加工过程中的局部加热，远红外低温外烘箱、干燥箱等。
农业上，温室育种育苗，农业蔬菜大棚供暖等。
电热膜在畜牧业的应用如：利用电热膜的加热功能和远红外的杀菌消毒作用促进禽类的孵化及幼雏(畜)的成长环境的建设等。
二、融雪化冰、防冻电热膜的融雪化冰和防冻应用在日本已有大量的工程案例，主要在高速公路的桥梁、坡道，建筑物地下停车场出入口、铁路路道岔等。
我国已经成功的应用案例有卫星接收天线融雪、道路融雪。
三、理疗保健和医疗利用电热膜远红外热辐射特性，用于理疗保健应用如:电热服装、电热护腰等护理系列，岩盘浴、汗蒸房、高温瑜伽等。
随着电热膜技术的进步和应用研究的深入，治疗性电热膜的开发应用也将在不久会进入产业化生产阶段。
四、建筑供暖分为主供暖和辅助供暖应用。
主供暖应用是指在供暖期完全以电热膜供暖形式实现供热并达到室内设计温度要求，大多是通过供暖应用工程实现，分为顶棚、墙裙和地面供暖等三种不同形式。
辅助供暖是指作为主供暖应用的补充热源使用，多以成品的形式出现，如做成电热画、(远红外)辐射电热板、电热地毯、电热靴等多种形式。
有直接用220伏电压，也有的用安全电压，取决于用户需求和电热膜类型和技术。
五、其他领域以电热膜为电加热元件，利用电热膜的电—热转换特性以及不同类型电热膜的个性特点，可以应用在有电力作为能源又有热需求的不同领域。
而特殊功能性电热膜以及耐高温或超高温电热膜技术的开发应用将更加丰富和拓展电热膜的应用领域，给人们的生产和生活带来高科技成果所赋予的舒适和享受。
金属电热膜在家电领域的应用前景
金属电热膜在家电领域的应用前景摘要：随着我国经济建设增强，我国人民生活水平不断提高，因此人们对于生活便利性的要求也越来越高，因此科研人员利用一些常用的电热材料和电热元件进行改装，将这些常用电热材料和电热元器件应用于家庭之中，这些家电的普及给我们每个人的生活都带来了极大的便利，逐渐成为我们生活中必不可少的器具之一。
关键词：家电；电热膜；电热元器件1概述“电热膜”发热体，自上世纪九十年代初，开始应用于家电产品，至本世纪初发扬光大，被广泛应用于室内加热器产品上。
若从“电热膜”的材料特点及加工工艺来区分，可将“电热膜”分为三大类：1）具有“远红外线”波长特征的碳材电热材料，简称“黑膜或碳膜”；2）无机化工材料掺和的复合膜，简称“透明膜”。
3）通过导电浆料或材料、粘结料、添加剂及溶剂等组成的导电浆料，附着在绝缘导热基材表面而制作成的电热膜，简称“有色膜或金属膜”。
无论哪一种膜，其核心是绝缘导热基材表面上的那一层薄薄的导电涂膜。
那膜要制成半导体特性，具有一定的电阻，应用丝网印刷技术或喷涂的方法，将其印刷或喷涂附着在绝缘与导热及热膨胀性能适宜的基材上。
再通过连接膜上的电极，通以额定的工作电压后，“电热膜”即可将电能转化为热能，并将热量从膜内释放出来。
其特点是：无明火、无噪音，不耗氧，无污染，起动快、热效率高。
如果按涂膜加工成型的温度差别和性能变化来划分，“碳膜电热膜”通常认为是“低温膜”，这种膜片发热体的功率密度设计值要求比较低，若加热介质为静止的空气，其表面负荷不能超过0.6W/cm2，而且耐电压性能较差，对使用环境要求相对较高。
2工艺分析“透明膜电热膜”通常是按照“中温膜”的要求来设计使用的，这种膜片发热体的功率密度设计值要求适中，若加热介质为静止的空气，要根据其导电浆料的配方及理化特性等差异，及载体本身的耐温性能，可将其表面负荷控制在0.42W/cm2至1.2W/cm2范围之内，而且这种“膜”的生产工艺相对较为复杂，成本相对较高。
关于电热膜技术的应用与研究
关于电热膜技术的应用与研究任磊【摘要】电热膜技术以其清洁、高效、环保等特点在众多领域中有着广泛的应用前景,该技术构造简单、经济效益明显.但在运用过程中常常存在着许多问题困扰着人们.本文通过对电热膜技术的工作原理和应用技术进行探讨和研究,以期获取相关问题的研究方法和解决方案,并对未来电热膜技术的发展与应用进行展望.【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2011(000)012【总页数】1页(P20)【关键词】电热膜技术;热能利用;清洁高效;远红外线辐射【作者】任磊【作者单位】长江大学,湖北荆州,434020【正文语种】中文电热膜实际上就是一种在通电后能够发热的透明聚酯薄膜，是一种高分子材料，它由可传导性碳纤维的C、Cu金属粉在经加工、热压后放在绝缘聚酯薄膜间制成。
金属粉末在可导电的特制油墨、金属载流条经加工后，热压在绝缘聚酯薄膜和防水、耐压的绝缘套之间。
我们知道，传统的电热丝发热是通过电阻元件在通电后散发热量来使周围的物体温度升高，这种方式的主要缺陷就是作用范围有限且热量利用率较低。
而电热膜技术则是通过以热辐射的方式将电能转化成热能，然后再以热量的形式均匀地辐射到周围空间中，这种热辐射主要是将热量以波长在3～1000μm远红外线辐射出去。
其热能利用率常常能达到95%以上，这是非常清洁高效的。
在我国北方地区，冬季取暖常采用热电厂通过燃烧煤炭加热锅炉中的水来产生大量水蒸汽或是利用发电厂及其他工厂的余热蒸汽通过管道输送进行集中供热，这种方式的主要缺陷就是热能利用率较低，且消耗大量煤炭资源容易造成环境污染。
另外在水蒸汽传输的过程中往往伴随着能量的大量损耗，管网铺设复杂影响到城市美观及布局，且成本较高。
而采用电热膜则只需购买电热膜元件并将其铺设在室内地板、天花板、墙壁以及家具等一些散热面积较大、传热系数大的物件上，在需要取暖时只需将电热膜系统通上电源，电热膜系统便能源源不断地将电能转化成热能通过热传导的形式辐射到周围空间。
2023年电热膜行业市场前景分析
2023年电热膜行业市场前景分析电热膜是一种具有很高的应用价值的新型产品，广泛应用于家庭、工业、医疗等领域。
随着科技进步和人们需求的不断提升，电热膜行业市场前景广阔。
一、可持续发展趋势明显国家提倡可持续发展，电热膜的可持续发展趋势也逐渐明显。
首先，电热膜是一种高效节能的产品，可以提高电器的利用效率，降低能源消耗。
其次，电热膜的使用寿命较长，不易损坏，可以减少产品更新的频率，从而降低对环境的影响。
这些因素使电热膜的可持续发展成为行业的共同追求。
二、市场需求增长迅速随着工业、医疗、家庭等领域的不断发展和人们生活水平的提高，电热膜的市场需求逐年增长。
在家庭领域，电热膜被广泛应用于床垫、毯子、暖手宝等产品，可以提高居民生活的品质。
在工业领域，电热膜被应用于加热管、热敏电阻、热电偶等产品中，用于加热、测温等方面。
在医疗领域，电热膜被用于医用加热毯、医用暖宝等产品，可以方便、快速地提高患者的体温。
三、科技创新不断推进随着科技创新的不断推进，电热膜的技术不断进步，应用领域不断拓展。
目前，电热膜行业已经开始向智能化方向发展，通过添加微电脑控制电路，可以实现自动调节温度、定时开关等功能，更加智能化、便捷化，满足不同用户的需求。
此外，新型材料、新工艺的应用，也可以大大提高电热膜的效率、寿命等方面的性能。
四、产业链协同发展电热膜作为一种新型材料，其产业链涉及材料研发、生产制造、应用领域等多个环节，各环节之间需要协同发展。
产业链协同发展可以推动整个电热膜行业的发展，提高产品的可靠性、安全性和市场竞争力，也可以促进行业产业规模的增长和价值的提升。
总之，随着社会的不断发展和人们对高品质生活的需求的不断提高，电热膜行业市场前景广阔。
电热膜行业应该注重可持续发展，不断推进科技创新和产业链协同发展，开拓新市场，提升品质，推动电热膜行业的健康发展。
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ELSA M E P P
納米電熱膜技術及在民用電熱產品中的應用第一部分：電熱膜技術
1.概述：
電發熱技術從發明至今已經超過百年，在這百年歷史中始終是電熱絲佔領主導地位，製作電熱絲的電熱合金材料可分為二大類：一類是鐵鉻鋁合金系列，另一類是鎳鉻合金系列。
鐵鉻鋁合金（1Cr13Al40Cr25Al50Cr21Al60Cr21Al6Nb0Cr27Al7Mo2等）系列其使用溫度高，最高使用溫度可達1400度，使用壽命長、表面負荷高、抗氧化性能好、電阻率高，價格便宜等優點。
同時也有明顯的缺點，主要是高溫強度低，隨著使用溫度升高其塑性增大，元件易變形，不易彎曲和修復。
鎳鉻電熱合金（Cr20Ni80）系列最主要的優點是：高溫時其抗張強度，雖然較「鐵鉻鋁｣材質為高，高溫使用下不易變形，其結構不易改變，塑性較好，易修復，其輻射率高，無磁性，耐腐蝕性強，使用壽命長等。
但其相對的缺點是：由於採用較為稀缺且價格較高的鎳金屬材料製成，故該系列產品價格高出鐵鉻鋁最多達幾倍，使用溫度也較鐵鉻鋁合金低。
無論哪一種電熱絲它們的發熱機理是相同的，其電熱轉換效率很難突破90%(電熱轉換效率：電熱絲通電工作時，產生的熱能量與所消耗的電能量的比值)，在節能、環保呼聲日益高漲的今天，能耗效率更高、成本更低、應用方法更簡單的電發熱技術應運而生「納米金屬氧化物電發熱膜技術｣終於走出了實驗室，進入了人們的生活、生產、科技等領域。
2.技術描述：
2.1.「納米金屬氧化物電發熱膜技術｣(N-MOF)採用精確的化學配方、嚴謹的配方流程、
科學的成型工藝，在耐熱玻璃、導熱陶瓷、耐火材料等等耐高溫材料的表面，製備一
層厚度為准納米級的金屬氧化物透明導電膜，該導電膜具有：優良的耐酸鹼腐蝕能力；
硬度高——可與石英、黃玉相當；附著力強——可抗普通刀具的刮刻、磨擦；其電阻
率低至4×10-4Ω·cm；功率密度可達40W/cm2；可見光透過率大於93%；安全工作溫
度高達650℃；使用壽命長達5萬小時……等突出的優越性能。
2.2.太陽光不僅給地球帶來了光明，更帶來了熱量及溫暖。
太陽光按照波長可以劃分成：
紅外線、可見光、紫外線……等，其能量分佈：波長較短的紫外線占7%（短於400nm），
具有很強的殺菌消毒功能；可見光占71%（波長400nm~700nm），由紅、橙、黃、
綠、藍、靛、紫七種顏色組成；紅外線占22%（700nm以上），包括波長750~1500nm
的近紅外線、波長1.5~6μm中紅外線和波長6.0~1000μm的遠紅外線。
太陽光中的熱能主要集中在紅外線部分，尤其是遠紅外線部分，而可見光部分的熱能不足3%。
納米金屬氧化物電熱膜的電熱轉換能量恰恰集中在紅外到遠紅外部分，所以其電熱轉換效率比電熱絲的最高轉換效率高出30%以上。
2.3.二十世紀初，德國物理學家發現遠紅外線對“溫熱治療”有明顯的效果，從此遠紅外
線被世界各國的醫學界用於人體保健、創傷治療等物理治療，同時紅外線也被廣泛用於桑拿浴、蒸汽房、健康電熱毯、溫熱治療器。
納米金屬氧化物電熱膜技術所產生的紅外線和遠紅外線熱能與醫療保健應用的紅外線完全相同，而且能量更集中，能效更突出、治療效果更明顯。
2.4.傳統電熱絲因為熔點高達1300℃以上，所以生產時需要加溫到熔點以上的溫度，能
耗非常大；同時防止重金屬污染也將提高成本。
所以傳統電熱絲的綜合能耗相當巨大的。
納米金屬氧化物電熱膜只需要≤800℃的工業中溫環境，且環境友好，綠色環保。
3.優點：
3.1.綠色環保；
3.2.高效節能；
3.3.成本低廉；
3.4.健康益壽；
3.5.新穎神奇；
3.6.應用廣泛。
4.已知缺點：
4.1.使用溫度局限於450℃以下；
4.2.對基材要求嚴格；
4.3.規模化生產經驗尚嫌不足。
第二部分：產品及應用
1.電熱管產品：以玻璃管（或陶瓷管）為載體，在玻璃管的外壁製作電熱膜，管的內部供
水的流通，只要功率和控制電路設計得當，就可以在管內的水流動的過程中直接加熱，收到即開即熱的效果，從而簡單而有效地實現了水/電隔離，同時又保證電-熱轉換效率最高。
採用此技術可以派生出一系列的民用電熱產品：
1.1.「直熱即開式｣電熱飲水機：
1.2.直熱式沐浴用電熱水器：
2.透明電熱家電產品：充分利用電熱膜的透明特性，與玻璃工藝相配合，可以製作出令人
耳目一新的“全透明”電熱產品：
2.1.採用電熱膜加熱的全透明真空保溫自加熱飯盒：
結構示意圖
2.2.全透明電熱水壺：
2.3.全透明超薄電熱爐：
3.生命健康與節能取暖產品：利用納米電熱膜電熱轉換效率高、“面發熱”及遠紅外發熱
有益健康的特性，可以製作多種形式之電熱取暖設備,包括：
3.1.高性能電熱地磚：
3.2.電熱牆面磚：
3.3.電熱地腳線：
3.4.電熱壁畫：
4.其他工業產品：納米電熱膜產品具有電熱轉換效率高、發熱速度快（毫秒級）、大面積
發熱、基材具有極高的化學穩定性等特點，從而在工業電熱應用中，可以開發出特性優良、價格極低廉、長壽高效的高科技工業用產品。
4.1.用於電化學加工行業的高穩定性電熱管：
4.2.塑膠射出成型機設備的送料筒電加熱圈：
4.3.工業電熱水鍋爐：
4.4.工業電熱蒸汽爐：
Marco T.W.Chen
ELSA Optical Technology Inc., 。