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柔性网格石墨烯电热薄膜用于管道机翼去冰等

时间:2024-10-05 来源:安博全站app登录官网下载

  柔性电热膜关于在冰冷气候中维护设备和体系至关重要,例如天然气管道中的冰阻塞和飞机机翼上的结冰。因而,柔性电加热器是工业运转中必不可少的设备之一。开发具有低作业电压、高稳态温度和杰出机械稳定性的柔性电热膜是首要应战之一。本文,郑州大学Bangbang Nie、Ronghan Wei等研讨人员在《Langmuir》期刊宣布名为“Flexible Grid Graphene Electrothermal Films for Real-Time Monitoring Applications”的论文,研讨结合激光感应法和转印工艺,制作出了根据石墨烯图画结构的柔性电热膜。网格结构规划为电热膜的使用供给了准确的实时监测,在处理管道除冰和清除冰堵问题方面显现出了潜力。柔性电热膜在15V电压下可到达 165 ℃ 的高加热温度,并表现出满足的加热稳定性。经过选用简略高效的办法制作柔性高性能电热膜,咱们为除冰和监测使用供给了牢靠的处理方案。

  图1.(a) 柔性可拉伸石墨烯“激光诱导和搬运”工艺的制作程序。(b) LIG的拉曼光谱。(c)采取了激光诱导工艺制备了网格图画石墨烯。(d)PDMS基板上的结构化石墨烯图画。激光诱导的不同石墨烯结构图样:(e)花图、(f)郑州大学英文简称图样和(g)大熊猫图。

  图2.(a)不同宽度的石墨烯线:(i)PI薄膜上的石墨烯和(ii)PDMS薄膜上的石墨烯。(b)石墨烯的SEM图画(i)在PI薄膜上和(ii)在PDMS薄膜上。(c) 石墨烯的厚度 (i) 在 PI 薄膜上和 (ii) 在 PDMS 薄膜上的厚度。(d) PI薄膜和PDMS薄膜上不同的线宽石墨烯电导率。(e)串联导电石墨烯线能够照亮一个小灯泡。

  图3.(a) 物理尺度为 (i) 474、(ii) 556、(iii) 716、(iv) 1055、(v) 1318 和 (vi) 1575 μm 的不同开网栅电热膜,以及 (b) 10 V 下的红外热像成像图画。(c) 在10 V的外加电压下不同网状电热膜的随时刻改变的温度。(d) 1575 μm宽的电热薄膜在不同施加电压下随时刻改变的温度。(e) 电热膜中温度与电压平方的联系。(f) 石墨烯电热薄膜在阶梯电压下的温度调理才能。

  图4.(a)在10 V电压下加热2 h的石墨烯电热薄膜的温度稳定性测验输出。(b) 温度改变和ΔR/R0在拉伸循环下。(c)Δ R/R0柔性电热膜在3000次拉伸循环下。(d) 加热后电热膜的柔韧性评价。

  图5.(a)经过加热柔性电热膜,能够在栅极两边清楚地调查到温度传感层的色彩改变。正面色彩 (i,ii) 和反面色彩 (iii,iv) 的改变。(b) 电热膜外表的冰敏捷消融。(c)网格化石墨烯电热膜缓解了冰阻塞:(i)模仿管道冰塞;(ii)冰消融;以及 (iii) 赤色墨水流、冰塞毛病扫除。

  经过激光感应法和转印工艺的结合,制备了一种根据嵌入式石墨烯网格的柔性电热薄膜。网格结构的规划使电热膜具有必定的全体通明度。能够终究靠石墨烯线之间的通明网格实时调查加热。石墨烯网格结构的电导率能够终究靠优化石墨烯线V的外加电压下能够到达165°C的高温。柔性电热膜能够包裹在需求加热的器材外表,网格规划确保实时检测,在除冰、加热等范畴展现出巨大的使用远景。