碳纖維加熱電纜在近年來使用越來越頻繁,使用的場合也不斷擴(kuò)大。比如地暖以往只在北方普及,但是隨著觀念的改變,越來越多的南方人也在普遍地鋪設(shè)地暖,碳纖維加熱電纜的使用也愈發(fā)地常見。另外,隨著碳纖維加熱技術(shù)的不斷完善,碳纖維加熱電纜已越來越能夠適應(yīng)于超低溫環(huán)境,同樣讓碳纖維加熱電纜有了更大的發(fā)揮空間。
在很久之前,以金屬材料為發(fā)熱體的電加熱技術(shù)已在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是金屬絲在高溫狀態(tài)下表面易氧化,由于氧化層不斷的增厚,造成了有效通過電流的面積減小,增大了電流的負(fù)荷,因此易燒斷。在相同的允許的電流負(fù)荷面積下,金屬絲的強(qiáng)度比碳纖維低6-10倍,在使用過程中易折斷。
而碳纖維由一種石墨的六方晶格層狀結(jié)構(gòu)組成,是一種全黑體材料,因此在電熱應(yīng)用中,表現(xiàn)出來的電熱轉(zhuǎn)換效率高。在特定的條件下,高溫不氧化,單位面積的電流的負(fù)荷強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度不發(fā)生改變。目前碳纖維加熱電纜廣泛應(yīng)用于低溫輻射發(fā)熱電纜地板采暖系統(tǒng),恒溫育雛箱、花房、苗圃、蔬菜大棚等保溫采暖,道路化雪、機(jī)場跑道化雪,管道、罐體保溫防凍,足球場草坪、公共綠地土壤保溫等。
其中在道路化雪、機(jī)場跑道化雪方面,用于混凝土結(jié)構(gòu)中樓面加熱的理想產(chǎn)品,也可以用在融雪裝置中,對屋面雨水和排水管進(jìn)行防霜,還可以用于土壤加熱。而在管道、罐體保溫防凍方面,電伴熱產(chǎn)品近幾年在中國得到了大力的推廣和廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在石油、化工、電力、鐵路和民用或商業(yè)建筑等。隨著中國電力工業(yè)的發(fā)展,以清潔、無二次污染的電能為主要能源的電伴熱產(chǎn)品市場前景非常廣闊,同時,也為電伴熱產(chǎn)品的性能提出了更高的要求。最后在足球場草坪、公共綠地土壤保溫方面,太陽能熱水器電能補(bǔ)充加熱器,主要用于在長期陰雨天或寒冬季節(jié),因光照不足而導(dǎo)致太陽能熱水器水溫不能滿足生活、工程需要時,為補(bǔ)充熱能而設(shè)計的。它具有較強(qiáng)的耐酷暑、嚴(yán)寒和高溫潮濕環(huán)境的性能,并具有防干燒的功能。即使偶爾水箱缺水誤通電,也不至于燒壞電加熱器和水箱,故能確保安全使用。
除此之外,碳纖維加熱電纜越來越能夠適應(yīng)高低溫等苛刻環(huán)境。碳纖維細(xì)如蛛絲,三型碳纖維比強(qiáng)度是鋼的62倍以上,成形工藝性好,是一代新型工程材料,其彈性量高,抗變性能力比鋼大2倍多,抗拉強(qiáng)度30~40t/cm2pa,而比重還不到鋼的四分之一,是鋁合金的二分之一,高彈模量比鋼鐵大16倍,比鋁合金大12倍。且碳纖維比鋼等柔軟。因此,碳纖維可用于要求能承重、不易損傷內(nèi)部元件的電纜的加強(qiáng)芯,如海底光纜等。
碳纖維可以耐-180℃的低溫,在此條件下,許多材料都變的很脆,連堅固的鋼鐵也變得比玻璃還容易碎,而碳纖維在此條件下依舊很柔軟。因此,碳纖維復(fù)合芯可用于極寒(如南極考察研究等)條件下輸電載體的設(shè)計和制造。此外,碳纖維又可以耐3000℃~3500℃的高溫,在此高溫下最好的耐熱鋼也變成鋼水,但在沒有氧氣的情況下,碳纖維沒有變化。碳纖維即使從3000℃的高溫快速冷卻到室溫也不會炸裂,因而可在急冷急熱的環(huán)境中工作。這為鋼鐵、冶金、鍋爐等行業(yè)中高溫特高溫場合電纜的設(shè)計提供了可能。
而且,碳纖維繩、碳纖維布都可用于消防電纜產(chǎn)品的設(shè)計選用。碳纖維有超強(qiáng)的耐腐蝕性。金屬中耐腐蝕性最強(qiáng)的是黃金和鉑,在一份(濃度70%)和三份硫酸(濃度39%)配成的稱“王水”的溶液中黃金、鉑會被腐蝕的千瘡百孔,而“王水”中的碳纖維卻安然無恙。為各種化學(xué)環(huán)境下輕型耐化學(xué)腐蝕電纜的設(shè)計提供了新的思路。
目前來看,碳纖維加熱電纜的應(yīng)用前景在不斷擴(kuò)大,未來碳纖維加熱電纜的應(yīng)用前景十分可觀。