人类自从学会用电以来，对加热器的研究从没有停止过，对加热材料的发明也没有中断过。今天，磐岩（www.jspanyan.com）的小编继续带来的是柔性加热膜相关知识。

小结

(1) 研究了AlN含量对聚酰亚胺复合膜导热性能的影响：对于厚度相同但所掺AlN质量比不同的复合薄膜，在不影响薄膜力学性能的情况下，AlN的掺杂量越多，其导热性能越好，这是由于填料的高热导性提高了AlN/聚酰亚胺体系的导热性能；但是，当AlN的掺杂量超过60wt%时，材料的柔韧性能将无法满足要求。

(2) 利用Maxwell模型和Bruggeman模型计算出了不同AlN含量时，聚酰亚胺复合体系的热导率理论值。

(3) 对比AlN和SiC含量均为60wt%的聚酰亚胺复合薄膜，发现含AlN的PI薄膜导热性能更佳，这是因为在高填充导热填料的复合薄膜中，热导率的高低主要受到填料本身热导率的影响。

(4) 选用厚度为100μm，AlN含量为60wt%的聚酰亚胺复合薄膜作为电热膜的导热层材料。

柔性电热膜的制备与性能测试

在设计导电加热层电阻排布图形之前，需要首先确定所选导电膜阻值的大小。由于要求的发热功率比较大，故在保证材料力学性能的基础上应该选用电阻率低的导电膜体系，即选用碳黑含量为50wt%的聚酰亚胺复合高分子材料作为电热膜的导电加热层材料。测量此体系导电膜阻值的具体做法是：在基板表面分别相隔10cm、15cm及20cm处粘贴两条宽度为1cm的锡箔纸，然后使用丝网印刷法将导电膜涂于两条锡箔纸之间（与锡箔纸接触处要涂覆于锡箔纸之上），导电膜涂敷厚度均为100μm，面积分别为10cm×1cm、10cm×2cm、15cm×1cm及20cm×1cm，固化后制得导电膜样品(a)、(b)、(c)、(d)。需要注意的是，在导电膜与锡箔纸接触处要保证粘结牢固，以防打火现象发生，图为导电膜样品制备过程示意图和所选导电膜固化后的样品图。

利用图所示的方法测得导电膜样品(a)、(b)、(c)、(d)的电阻值分别为190Ω、105Ω、305Ω和395Ω通过比较可以算出各样品阻值之间的比例关系如式所示：

Rd=2.07×Ra=3.76×Rb=1.30×Rc

可以看出，对于厚度和宽度相同的导电膜，其阻值比≈导电膜长度比，这相当于导电膜的电阻在长度上是近似串联的；而对于厚度和长度相同的导电膜，其阻值比≈1/导电膜宽度比，这相当于导电膜的电阻在宽度上是近似并联的。根据课题对电热膜发热功率和所施加电压的要求，计算得出，面积为20cm×8cm和40cm×15cm的电热膜，其阻值范围应分别在33.6~43.2Ω和8.96~11.5Ω之间。

结合上述公式所示的阻值比例关系及单位面积上对阻值的要求，首先设计碳系电热膜的排布，并采用丝网印刷的方法将导电聚合物印刷粘结到绝缘薄膜上，印刷时通过刮板的挤压，使油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上，形成与原稿一样的图文，丝网印刷设备简单、操作方便印刷、制版简易且成本低廉，适应性强，待导电膜样品固化成膜后，在其上涂敷一层厚度为100μm的绝缘导热层，固化后三层膜紧密地粘结为一体，成为图所示是的碳系加热膜实物。

 图中(a)、(b)均为20cm×8cm大小的电热膜，根据课题对发热功率的要求，其阻值范围应在33.6~43.2Ω之间，结合公式，首先设计了面积为20cm×8cm的一整块导电膜样品，如图(a)所示，待其固化后测得样品电阻为32Ω，比课题要求的阻值稍小，这与导电膜薄膜制作过程中的厚度控制及均匀性有关。因此，在改进后的制作工艺及图形设计中，着重考虑了这些问题，设计并制作了图(b)所示导电膜薄膜样品，测得电阻为37Ω，这显然是在课题要求的范围之内的。图(c)是面积为40cm×15cm的电热膜，其阻值范围应在8.96~11.5Ω之间，在总结了之前薄膜制作过程中出现的均匀性、厚度及阻值调节等问题后，发现采用并联结构所产生的误差比串联的误差小得多，而且可以通过不同的支路来分配电流，增加了电热膜的安全性，故Zui终在40cm×15cm的薄膜上设计并制作出了图(c)所示的电热膜，测得电阻为10.7Ω，加热膜厚度为100μm，这是完全满足课题要求的。为了验证电热膜在升温及老化性能方面是否满足要求，对其进行了测试。