高温红外电热膜的制备及特性研究

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1、河北大学硕士学位论文高温红外电热膜的制备及特性研究姓名：郝晓辉中请学位级别：硕士专业：光学指导教师：徐景智20040101摘要釆用化学沉积法在陶瓷衬底上制备出掺杂的二氧化锡电热膜，并研究了成膜温度、退火工艺、溶液成分以及掺杂浓度对电热膜的电阻、电阻温度特性以及红外辐射性能的影响。实验结果表明：通过控制基体温度和退火条件(退火温度及退火时间等)可以改变膜电阻。随基体温度的升高，膜电阻降低，最佳成膜温度■在400°C-600°C。掺舗可以改进电热膜的耐温性、电阻稳定性以及电阻温度系数，最佳钱掺杂量为1.5%0在掺僦量较低时，电热膜电阻显示负的温度特性(NTC),反

2、之，掺钱量较高时，电热膜电阻则表现出正温度特性(PTC),呈现PTC特性的电热膜样品具有自限流和自限温特性。另外，在SnO2电热膜中加入CM3、MnO2>Ni2O3等，可以有效提高电热膜的光谱发射率和辐射效率。关键词电热膜；二氧化锡；红外辐射；发射率；掺杂浓度AbstractImpurityS11O2electrothermalfilmshavebeenpreparedbymeansofchemicaldepositingtechniqueonceramicsubstrate.Theeffectsofreactiontemperature,annealingt

3、echniques,solutioncomponentanddopingconcentration,onroomresistancevalues,resistance-temperaturecharacteristicsandinfraredradiationcharacteristicsoftheelectrothermalfilmshavebeenstudied.Theresultshowsthat:Theresistanceoffilmsarechangedwithsubstratetemperatureandannealingconditions(an

4、nealingtemperatureandannealingtime).Withtheincreasingofsubstratetemperature,resistanceoffilmsdecrease.Optimumreactiontemperatureis400°C-600°C.Sb-dopedcanimprovetemperatureresistanceofelectrothermalfilms,resistancestabilityandtemperaturecoefficientofresistance,optimumdopingcontentfor

5、Sb-dopedis1.5%.LowlySb-dopedfilmsshownegativetemperaturecharacteristics(NTC),contrarily,highlySb-dopedfilmsshowpositivetemperaturecharacteristics(PTC).ThefilmsofPTChavecharacteristicsofself-limitingelectriccunentandself-limitingtemperature.Inaddition,SnO2electrothermalfilmsdopedM11O

6、2，Ni2<)3£tc.havehigh■spectralemissivityandhighradiationefficiency.KeyWordsElectrothermalfilm；S11O2;Infraredradiation；Emissivity:Dopingconcentration第1章绪论1.1国内外电热膜发展概况在电加热领域里，有电阻加热、电磁感应加热和微波加热三种类型，其中使用最广泛的是电阻加热方式。电阻加热中有各种加热元件，如电热丝、电热管、电热板、石英管、PTC电热元件等，除PTC电热元件外，其他发热元件均以电热丝作为其内在热源，用电热丝

7、加热的方式已延续了100多年。近几年电热膜作为加■热元件的产品不断问世。其实，电热膜技术的开发应用已经有好几十年了，只是由于其进入民用领域比较晚，加上我国对电热膜技术的开发应用也比较晚，所以人们对电热膜及其产品才显得比较陌生。电热膜加热属于电阻加热方法，这种加热技术的构想是国外在五十年代初提出并开始研究的，当时一些工业发达国家提出了釆用薄膜型电加热材料对石油输油管道、电线电缆等野外设施进行保温防冻。五十年代末美国俄亥俄州的布列斯克加热用品公司在原来生产柔软加热带材的基础上发展了一种恒定功率的加热电传。这个发展使电热膜技术向实际应用提供了一个可行的方案。六十年代

8、初，美国瑞侃公司开发了一种加热电缆，该