PI 电热膜的最高温度可达 310 ℃,加热速率高达 450 ℃-min-1,电热辐射转换效率高达 44%,电热转换效率为 0.27 W-℃-1。相应的稳态温度分别是等效的单独 rGO 和单独 GP 的 5.1 倍和 12.7 倍。此外,在典型水流量为 380 mL-min-1 和功率为 2000 W 的条件下,最终的铝电加热管可在 6 秒内将流动的水加热到 100 °C。770 次循环加热和冷却验证了其出色的抗热震性和可重复性。这种电加热复合材料具有卓越的电热性能、瞬间加热功能、长期稳定性和高安全性,在电加热领域显示出巨大的潜力。
综上所述,基于电化学剥离产生的连续蓬松三维互联 GGCF 和耐高温绝缘 MSR,制备出了一种具有优异瞬间加热和电热性能的高温电热复合材料。含有 30 wt % GGCF 的 PI 电热膜的最高温度为 310 ℃,加热速率高达 450 ℃-min-1,单面电热辐射转换效率为 44%,在 50 V 电压下的电热转换效率为 0.27 W-℃-1。在典型水流量为 380 mL-min-1 和功率为 2000 W 的条件下,最终的 Al 电加热管可在 6 s 的短时间内将流动的水从环境温度加热到 100 ℃。在 770 次循环加热-冷却试验中,铝电加热管的功率保持稳定,重复性极佳,相应的出水温度仍基本达到 100 ℃,表现出极佳的耐热冲击性、稳定性和安全性。这项工作对于开发工业产品和家用电器中的瞬间电加热装置具有重要意义。