石墨烯的特性:石墨烯是一种由碳原子以 sp² 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,具有优异的电学性能、超高的载流子迁移率和良好的热导率。这些特性使得石墨烯能够高效地将电能转化为热能。
电致发热原理:当石墨烯地暖接入电源后,电流通过石墨烯发热膜。由于石墨烯具有一定的电阻,根据焦耳定律Q=I2Rt(其中Q为热量,I为电流,R为电阻,t为时间),电流通过电阻时会产生热量。在这个过程中,电能被转化为热能,使得石墨烯发热膜温度升高。
远红外线辐射传热:石墨烯发热膜在发热的同时,会向外辐射远红外线。远红外线是一种波长较长的电磁波,具有较强的穿透能力和热效应。它能够直接穿透空气,被物体吸收后转化为热能,从而实现对室内空间的加热。这种传热方式不像传统的对流加热方式那样依赖空气的流动来传递热量,因此能够更均匀地加热室内物体和空气,减少室内温度的不均匀性。
热传导与对流:除了远红外线辐射传热外,石墨烯地暖还通过热传导和对流的方式将热量传递到室内环境中。热传导是指热量通过物体内部的分子振动和碰撞来传递,石墨烯发热膜将热量传递给与之接触的地面材料,如地板或地砖,然后再通过地面材料将热量传递到室内空气中。对流则是指由于空气受热膨胀而产生的自然对流现象,热空气上升,冷空气下降,形成空气的循环流动,从而使室内温度逐渐升高。