CN100426937C - 钛纳米电热材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种主要组成为纳米钛粉的钛纳米电热材料。钛纳米电热材料由50-70%的钛粉、15-25%的镍粉、6-12%的铬粉和8-15%的钨粉配制而成。本发明的钛纳米电热材料热效率高，使用简单、用途广泛。

Description

钛纳米电热材料
技术领域
本发明涉及电热材料，尤其是纳米金属粉电热材料。
背景技术
随着技术的进步和生活水平的提高，电加热及燃气产品已被广泛使用。燃气产品存在的弊端是容易因燃气燃烧不充分而产生一氧化碳，如果一氧化碳不能及时排走，就可能造成安全事故，因此电加热产品已逐渐成为首选。现有电加热材料主要是金属电阻丝、碳纤维、碳棒等，这些电加热材料需要加工成型，而且存在电热转换率低等缺点。纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。已经有用于：高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学器件抛光材料、微芯片导热基片与布线材料、微电子封装材料、光电子材料、先进的电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏感元件、高韧性陶瓷材料、人体修复材料、抗癌制剂等。但是对纳米粉末作为电热材料的研究很少。
发明内容
本发明的目的就是提供一种电热转换效率高且用途广泛的电热材料。
本发明的钛纳米电热材料是以纳米钛粉为主要成分的纳米金属粉末混合物，其质量百分组成为：50-70％的钛粉、15-25％的镍粉、6-12％的铬粉和8-15％的钨粉。
本发明的钛纳米电热材料的优选质量百分组成为：58-64％的钛粉、17-22％的镍粉、8-11％的铬粉和8-12％的钨粉。
本发明的钛纳米电热材料的最佳质量百分组成为：60％的钛粉、20％的镍粉、10％的铬粉和10％的钨粉。
各组成成分的粒径对电热材料的热转换效率影响很大。钛粉、镍粉、铬粉和钨粉的粒径不大于100nm。优选的镍粉的粒径不大于60nm。
本发明所使用的纳米金属粉末的纯度大于99.9％。
本发明的钛纳米电热材料由商品化的纳米钛粉、镍粉、铬粉和钨粉混合配制而成。采用常规的方式在氮气保护条件下进行。
本发明的钛纳米电热材料可用于各种电加热场合。本发明电热材料的使用可采用真空电镀方法将钛纳米电热材料电镀于壁道式电加热元件内壁，再引出导线。也可采用其它的方法。
本发明的钛纳米电热材料的电热转换效率高，用途广泛，使用方便。
以下将结合具体的实施例对本发明的方法进行更具体的描述，但本发明并不限于具体实施例。
例1
由60克钛粉、20克镍粉、10克铬粉和10克钨粉在氮气保护条件下配制成钛纳米电热材料，钛粉、铬粉和钨粉(从四平高斯达纳米材料设备有限公司购买)粒径范围为0-100纳米，镍粉(从深圳市尊业纳米材料有限公司购买)的粒径范围为0-50纳米，钛粉、镍粉、铬粉和钨粉的纯度均大于99.9％。
配制好的钛纳米电热材料用真空电镀于钢化玻璃管内壁，镀层厚度为10微米，引出电源线。电镀好的电加热管于真空下干燥4小时即可使用。用0℃-20℃的水进行加热实验，实验数据如下表：
  入水温度(℃)   出水温度(℃)   水流量(千克/秒)   电功率(焦耳/秒)   电热转换效率(％)
  0   45   0.020   3830   98.2
  5   45   0.020   3410   98.1
  10   45   0.020   2985   98.0
  15   45   0.020   2558   98.0
  20   45   0.020   2132   98.0
例2
由58克钛粉、19克镍粉、11克铬粉和12克钨粉在氮气保护条件下配制成钛纳米电热材料，钛粉、铬粉和钨粉(从四平高斯达纳米材料设备有限公司购买)粒径范围为0-100纳米，镍粉(从深圳市尊业纳米材料有限公司购买)的粒径范围为0-50纳米，钛粉、镍粉、铬粉和钨粉的纯度均大于99.9％。
配制好的钛纳米电热粉用真空电镀于钢化玻璃管内壁，镀层厚度为10微米，引出电源线。电镀好的电加热管于真空下干燥4小时即可使用。用0℃-20℃的水进行加热实验，实验数据如下表：
  入水温度(℃)   出水温度(℃)   水流量(千克/秒)   电功率(焦耳/秒)   电热转换效率(％)
  0   45   0.020   3839   98.0
  5   45   0.020   3416   97.9
  10   45   0.020   2995   97.7
  15   45   0.020   2570   97.6
  20   45   0.020   2141   97.6

Claims (5)

1. 一种钛纳米电热材料，其特征是由粒径不大于100nm的质量百分比为58-60％的钛粉、19-20％的镍粉、10-11％的铬粉和10-12％的钨粉配制而成。
2. 根据权利要求1所述的钛纳米电热材料，其中各组分质量百分百分比为：钛粉：58％，镍粉：19％，铬粉：11％，钨粉：12％。
3. 根据权利要求1所述的钛纳米电热材料，其中各组分质量百分百分比为：钛粉：60％，镍粉：20％，铬粉：10％，钨粉：10％。
4. 根据权利要求1或2或3所述的钛纳米电热材料，其中镍粉的粒径不大于50nm。
5. 根据权利要求4所述的钛纳米电热材料，其中钛粉、镍粉、铬粉和钨粉的纯度大于99.9％。
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