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北大刘忠范院士团队《ACS Nano》:双发射器石墨烯玻璃纤维织物,用于辐射加热

日期:2022-06-21 17:13:35    作者:院办公室    浏览量:157 次

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成果简介 


辐射加热作为一种重要的热管理技术,以其高热效应、无介质运行、良好的穿透性和对不同加热形状的兼容性而闻名。为了促进该领域的可持续发展,开发先进的红外辐射材料的需求量很大。本文,北京大学刘忠范院士团队在《ACS Nano》期刊发表名为“Dual-Emitter Graphene Glass Fiber Fabric for Radiant Heating”的论文,研究以石墨烯和玻璃纤维为辐射元素,采用化学气相沉积(CVD)方法开发了一种轻质、柔性的双发射器红外电热材料石墨烯玻璃纤维(GGF)。大面积GGF织物 (GGFF) 表现出与波长无关的高红外发射率 (0.92) 和热辐射效率 (79.4%),以及超快的电热响应 (190.7 °Cs–1at9.30Wcm–2) 和均匀的加热温度。GGFF优于传统合金发热丝的辐射加热能力,可实现33.3%的节能。GGF可以促进高效节能热管理技术的发展。


图文导读



图1. 用CVD法制备GGFB和GGFF.png

图1. 用CVD法制备GGFB和GGFF


图2. GGFF 的红外辐射特性.png

图2. GGFF 的红外辐射特性


图3. 金属电阻丝、GGFB和GGFF的红外辐射能力比较.png


图3. 金属电阻丝、GGFB和GGFF的红外辐射能力比较


图4. GGFF的红外电热性能.png

图4. GGFF的红外电热性能


小结


采用化学气相沉积法成功制备了轻质、柔性的GGF,包括GGFB和大面积GGFF,作为一种先进的复合材料。得到的GGFs结合了石墨烯和玻璃纤维的优异性能,尤其是两者的红外辐射特性。这样,双发射器GGF表现出可调谐、波长无关、高红外发射率和高热辐射效率,以及超快的电热响应和均匀的加热温度。GGF的灰体辐射特性可以通过改变T s来调制发射带适应不同的吸收场景。当用作辐射加热器时,GGF 具有优于传统合金加热丝的辐射加热能力,节能>30%。GGFs有望成为新一代轻质、灵活、节能的红外电热材料,具有广泛应用于热管理的潜力。


信息来源:材料分析与应用 微信公众号


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