高溫下氧化物的電加熱管率將隨溫度的升高呈指數(shù)降低,分流誤差的大小主要取決于高溫部分的絕緣性能,絕緣電阻越低,越容易產生分流誤差。當絕緣電阻增加10倍或減少至1/10時,其分流誤差也隨之減少至1/10或增大10倍。為了減少分流誤差,應盡可能采用直徑粗的鎧裝熱電偶,增加絕緣層厚度。如果上述措施無效時,只好采用裝配式熱電偶。碳纖維紙、碳纖維布、碳纖維帶和碳纖維線已廣泛用于工業(yè)和民用領域。作為電熱元件,特別是在俄羅斯、烏克蘭等國應用很普遍,如工業(yè)裝置的電加熱管、冬季施工現(xiàn)場的大面積加熱保溫、冬季汽車行駛的加熱器(螺栓加熱棒)、多種家用電器以及取暖保健用品等。這些電熱器材屬于低溫型使用溫度不超過200℃。因為碳纖維在350℃空氣中開始氧化,氧化失重導致電阻率變化,電熱性能不穩(wěn)定,甚至帶來危險。近年來,日本開發(fā)成功高溫型電加熱管。把碳纖維或碳氈封閉在耐熱石英管中,通電后溫度可達到上千度。碳纖維通電加熱后熱輻射紅外波長在215-13μm之間,恰好是人體易吸收的波長范圍,具有顯著的生物效應。北京化工大學已研制出高溫型碳纖維電熱管。其特點是熱導率大,升溫快,散熱迅速使用壽命長,且有醫(yī)療保健功能。
中間相瀝青基碳纖維P-120的熱導率λ比銅還高,顯示出優(yōu)異的電熱性能。研制高導熱碳基材料是當前的熱點課題之一。日本松下公司研制成碳基散熱片,散熱量是銅的2倍,重量僅為它的1/2,年產量達到8萬余片,主要用于儀器儀表 、通訊器材和集成電路(IC)等方面;中科院山西煤炭化學研究所也正在研制高導熱碳基材料,以滿足市場需求。電子元件高度集成化、小型化和數(shù)字化是發(fā)展趨勢。它們工作時產生熱損耗的熱量應及時散發(fā),否則會降低其工作性能,嚴重時產生誤動作。對于印刷線路板(PWB)或電子模塊存儲器(SEM)需匹配高效散熱片。例如,宇宙飛船有幾百個電子箱,每個電子箱有10~15個標準電子模塊存儲器,每個SEM PWB 單元在工作時約有25~35W的能耗;體系溫度每上升10 ℃,元件和線路的可靠性將會降低一半。因此,高效散熱片就顯得格外重要。當前,碳基散熱片研究的方向之——柔性高導熱散熱片,研究難度要比“硬”式散熱片難得多。
目前,電加熱管、家用電器、通訊工具、OA、CPU等的外殼 大多為熱塑 性塑料制品。當它們在工作時,外界電磁波可進入體系內;體系產生的電磁波也可向外傳播,相互干擾,嚴重時產生誤動作。如果把切短碳與熱塑性樹脂造粒和注射成型,則可制出具有一定電阻率的殼體,具有屏蔽電磁波的功能。碳纖維增強水泥(CFRC)板材或碳纖維增強木材(CFRW可用來建造屏蔽房間。這種屏蔽房間既)可防止原來電磁波的侵入干擾,又可使屋內產生的電磁波被墻壁吸收,起到隔離屏蔽作用。普通工作室,經用碳纖維片材裝飾后,也可起到屏蔽作用螺栓加熱棒 。電磁波屏蔽材料主要是利用了碳纖維的導電性、復合性能和優(yōu)良的加工成型性。抗靜電材料。煤礦的送風管道,因空氣流動摩擦往往會產生靜電,引發(fā)事故。如果在PVC中加入切短碳纖維而注射成型管材,電阻值可從1010Ω降低到 104Ω,起到防靜電效果。同理,在橡膠輸送帶中加入切短碳纖維,不僅可防止摩擦產生的靜電,而且還可提高輸送帶的力學性能。