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碳纤维加热丝的性能测试

发布:碳纤维加热丝的性能测试 时间:2021-10-19 17:06:16 | 分类:行业新闻

电热服装中常用的发热材料主要有 3 类:金属发热材料、电热膜和碳纤维发热材料。本课题研究的加热片是由碳纤维丝制作而成。碳纤维丝的性能直接影响碳纤维加热片的电热性能,实验对碳纤维丝的电阻稳定性、最大负载电流、电热温升性能等进行了测试,为加热片的制作提供参考。


碳纤维发热丝2.jpg


(一)电阻测试

为了在制作碳纤维加热片时便于计算阻值,需要对碳纤维丝的电阻、不同温度下的电阻稳定性进行测试,参照 JB/T9283-1999《万用电表》测试织物的电阻。

1.常温下和通电过程中电阻测试

为了减小碳纤维丝电阻测量时产生的误差,保证电阻测量的准确性,首先在一张干净整洁的 A4 纸上画一条长 10 cm 的直线,然后量取长度为 15 cm 的 5 个碳纤维丝试样并编号,将其拉直后用胶带固定在 A4 纸上直线位置处,用白色标记笔在碳纤维丝的两端进行标记,(a)用万用电表测试 10 cm 长碳纤维丝在常温下的电阻,测试时等到显示屏上显示的电阻值趋于平稳,记下数据(b)用带有夹头的导线夹住碳纤维丝的两端与直流电源相连,测试其在不同电压下的电阻,测试时记下电压和电流值。

2.不同温度下电阻测试

为测试碳纤维丝电阻在不同温度下的稳定性,将 10 cm 长碳纤维丝试样放在 A4 纸上置于不同环境温度中,温度分别为-10 ℃、0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃,并在每个温度下放置 10 min,同时用万用电表夹头夹住碳纤维丝两端测试其电阻值变化,等到温度稳定时开始记录碳纤维丝电阻数据,按上述步骤测试 5 个碳纤维丝试样。


碳纤维发热丝.jpg


(二)最大负载电流测试

为防止碳纤维加热片通电后碳纤维丝由于功率过大而灼烧发出气味,影响碳纤维加热片的电热性能,应对碳纤维丝的最大负载电流进行测试。首先量取 5 个 10 cm 长的碳纤维丝试样并编号,用可调直流电源连接线上的两个夹子夹住碳纤维丝两端,调节电源电压从1 V 开始逐渐地增幅增加,电源上显示碳纤维丝试样的电流,记录每个碳纤维试样将粘合衬灼烧时的电流值和电压值。

(三)电热升温性能测试

为了获得碳纤维丝通电后其加热效果,用 PT100 温度传感器测试碳纤维丝通电时在不同时刻的的温度变化,实验时环境温度为 20 ± 2 ℃,测试步骤如下:

1.量取 15 cm 长的碳纤维丝试样,在中间测量出 10 cm 长标记,将标记好的长丝两端用导线夹夹住和可调直流电源连接;

2.打开温度传感器开关,将温度传感上的 5 个温度探头分别置于碳纤维丝不同部位,调节电源电压为 1 V,通电加热 240 s 关掉电源,取其平均值;

3.按照上面的步骤,将电源的电压分别调节为 1.5 V、2 V、2.5 V、3 V,测试碳纤维丝试样在不同电压下的温度。

对碳纤维长丝进行性能测试,包括热阻、最大负载电流、电热升温性等,得出碳纤维长丝电阻比较稳定,升温速率快,且碳纤维长丝的功率消耗和平衡温度呈高度正向线性相关,相关系数(R2)为 0.977。

(文章摘自论文)



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