以下是石墨烯电热板制作的工艺流程及关键步骤:
一、材料准备
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核心原料
- 使用高纯度石墨烯粉末作为导电发热材料,需通过超声或机械搅拌将其均匀分散于有机溶剂中,形成浓度0.05-0.5mg/ml的石墨烯溶液。
- 添加辅助材料:导电银浆、石墨烯碳浆、金属载流条(如铜箔)用于导电。
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基材选择
- 采用聚酯薄膜或高强度复合材料作为绝缘基底,厚度根据应用场景调整。
二、成膜工艺
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导电网络制备
- 通过抽滤法将石墨烯溶液均匀覆盖于有机滤膜表面,形成连续导电网络。
- 采用印刷技术将石墨烯碳浆与导电银浆按特定图案涂布在基材上,增强导电均匀性。
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层压处理
- 将涂布后的基材与另一层绝缘聚酯薄膜热压复合,形成夹层结构。
- 通过机械剥离或溶剂溶解法移除临时支撑膜,保留独立石墨烯导电层。
三、结构组装
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电极安装
- 在石墨烯薄膜两端焊接金属载流条(如铜箔),作为电源接入点。
- 采用搭扣式或平板式设计,便于安装和固定。
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封装保护
- 表面覆盖防滑、防水涂层(如波纹结构),增强耐用性。
- 使用高强度复合材料模压成型,整板承重力需达350公斤以上。
四、温控系统集成
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智能控温模块
- 集成液晶数显温控仪,通过“SET”键设定温度,支持程序升温和定时功能。
- 设置多档位调节(低/中/高档),适应不同环境温度需求。
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安全防护
- 内置自限温保护机制,防止局部过热。
- 配置隔热层(如聚氨酯泡沫),减少热量向非目标区域扩散。
五、性能测试
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电热效率验证
- 测试5秒速热性能,要求表面温差≤3℃。
- 热转换效率需≥99.28%,验证远红外辐射效果。
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环境适应性测试
- 模拟潮湿、高温环境,检验防水性和耐候性。
- 进行抗冲击和韧性测试,确保运输及使用中的结构稳定性。
关键工艺要点
- 导电均匀性:通过石墨烯分散工艺和印刷精度控制,避免局部电阻过大。
- 封装可靠性:层压工艺需保证无气泡、无分层,防止电极氧化。
- 安全设计:温控系统需与隔热层协同作用,避免火灾风险。
注:实际生产需参考具体专利及技术标准,如专利CN109413773A中提到的层压及模压工艺。