非晶態(tài)合金材料作為基礎(chǔ)性新材料，隨著研究深入，新應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)不斷被開發(fā)?！斗蔷е袊?guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展咨詢》一直致力于對(duì)非晶態(tài)合金材料應(yīng)用的新思路、新技術(shù)和新創(chuàng)新科普和宣傳推廣。今天，我們給大家推介下以色列幾位高校教授開創(chuàng)的技術(shù)——非晶態(tài)合金帶材在地?zé)嵯到y(tǒng)應(yīng)用。您想到了嗎？

我們希望更多學(xué)者、工程師以及企業(yè)家參與非晶態(tài)合金材料新應(yīng)用的開拓。

1以色列的技術(shù)

什么是非晶合金帶材？

非晶態(tài)合金，通常被稱為金屬玻璃，是相對(duì)較新的材料。它的制造過(guò)程是讓熔融的金屬合金通過(guò)快速冷卻的技術(shù)設(shè)備，形成金屬和金薄帶，并壓入一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的銅鼓來(lái)完成。

由于薄帶只有25微米左右的厚度，它可以非常快速地冷卻（速率約為百萬(wàn)度/秒）。如此快速的固化過(guò)程，使晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何成形的機(jī)會(huì)。

如圖所示，晶態(tài)金屬原子層之間的邊界結(jié)構(gòu)通常是導(dǎo)致大部分材料斷裂的主因。而非晶態(tài)金屬合金擁有的均質(zhì)的、非邊界結(jié)構(gòu)，提供了獨(dú)特的機(jī)械、抗腐蝕、抗磨損和電磁特性，使得非晶態(tài)金屬合金在許多方面比常規(guī)晶態(tài)金屬擁有更多的優(yōu)越性和更大的性能拓展空間。當(dāng)通電時(shí)，非晶態(tài)合金薄帶會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外的輻射熱量，它是用于地?zé)嵯到y(tǒng)最理想的加熱元件。

2為什么非晶合金帶材是地?zé)嵯到y(tǒng)最理想的加熱元件？

由于不存在晶體結(jié)構(gòu)，非晶態(tài)具有比相同成分的結(jié)晶固體更高的電阻。同時(shí)，由于薄帶的質(zhì)量與表面積比值很低的物理結(jié)構(gòu)，使得薄帶成為一個(gè)非常有吸引力的加熱元件。為什么呢？

解釋很簡(jiǎn)單：任何加熱元件的能量轉(zhuǎn)移是正比于它的表面面積和加熱器與它的環(huán)境之間的溫度差。表面面積越大，從加熱器傳遞能量到其環(huán)境中所需要的溫度差就越小。

由于非晶帶的表面面積是比較大的（與傳統(tǒng)的發(fā)熱電纜的表面積相比），它能夠在自身溫度較低的情況下，高效率地將熱傳遞到周圍環(huán)境中。在一個(gè)家庭供暖的環(huán)境中，較低的加熱元件溫度意味著更健康的環(huán)境和更高的安全性和耐用性。

3非晶合金帶材地?zé)嵯到y(tǒng)的室內(nèi)應(yīng)用

非晶態(tài)合金薄帶厚度只有25微米。它擁有極高的抗拉強(qiáng)度（高于鈦）、彈性（為原始尺寸的2%）、硬度（比傳統(tǒng)的合金明顯硬很多）、抗腐蝕耐久性（在336ORE以上，滿足并符合ASTM b-117標(biāo)準(zhǔn)），熱量輸出恒定。室內(nèi)加熱墊工作溫度一般為40°C左右。產(chǎn)品形狀為超薄的扁平帶狀，輻射熱量的散出方向與加熱帶表面垂直（加熱墊下僅需鋪設(shè)一層隔熱襯底）。

非晶態(tài)電加熱技術(shù)是適用于加熱需求的產(chǎn)品。其室內(nèi)加熱墊可以直接或通過(guò)襯墊安裝在復(fù)合或?qū)嵞镜匕?、地毯、陶瓷或大理石瓷磚下面，在干燥或潮濕的環(huán)境中均可使用。非晶態(tài)電熱系統(tǒng)是安全、清潔的加熱產(chǎn)品，可完全回收和重復(fù)利用，不排放任何有害的電磁輻射。

在室內(nèi)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

安全可靠的熱源

由于非晶態(tài)薄帶加熱元件在運(yùn)行時(shí)溫度較低，無(wú)明火，沒(méi)有氧氣或粉塵燃燒帶來(lái)的危險(xiǎn)和異味、窒息等不適感覺(jué)，并且配備了安全的電控系統(tǒng)，為您提供更加健康、舒適、安全的取暖環(huán)境。

優(yōu)越的加熱性能

由于非晶態(tài)加熱元件的質(zhì)量輕、發(fā)熱慣性小，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)的加熱元件。在快速轉(zhuǎn)換（開/關(guān)）的使用模式下，由于薄帶的傳熱慣性小且傳熱效率高，會(huì)帶來(lái)明顯的節(jié)能效果。而且，非晶態(tài)薄帶開始加熱其周圍環(huán)境時(shí)，要比傳統(tǒng)類型的加熱手段更快達(dá)到理想溫度。這也意味著，非晶態(tài)的電熱技術(shù)比其他加熱系統(tǒng)更加節(jié)能，從而節(jié)省電費(fèi)。

使用壽命長(zhǎng)

這個(gè)技術(shù)在使用壽命方面具有巨大優(yōu)勢(shì)，其主要原因是其加熱元件的運(yùn)行溫度低，機(jī)械強(qiáng)度高，以及耐腐蝕性強(qiáng)，從而降低電地暖系統(tǒng)在使用過(guò)程中的損耗。

節(jié)約能源

與管道暖氣相比，非晶態(tài)室內(nèi)加熱系統(tǒng)主要在三個(gè)方面可以大幅節(jié)能。一是發(fā)熱速度快。二是發(fā)熱效率高。三是熱量持續(xù)均勻、發(fā)熱損耗低。

適用于所有地點(diǎn)和場(chǎng)所

非晶態(tài)室內(nèi)加熱系統(tǒng)適用于所有類型的建筑，無(wú)論新建、翻新或改造，其室內(nèi)、室外的任何場(chǎng)所，均可鋪設(shè)非晶態(tài)加熱系統(tǒng)。

適用于所有類型的裝修地面

由于非晶合金帶材熱元件的工作溫度低，可以鋪設(shè)于自動(dòng)找平的水泥或膠乳化合物下面，可以適應(yīng)所有類型的干地面覆蓋物包括瓷磚、木材或木地板、以及鋪設(shè)墻到墻地毯，對(duì)所屬顏色、油漆、粘合劑和相關(guān)物理性能不會(huì)有任何影響。

傳熱面積大

加熱帶的大傳熱面積意味著產(chǎn)品可在較低溫度下達(dá)到特定的輸出功率。

成本低

帶狀元件可以配有不同類型的聚合物絕緣材料封裝，并且與線纜元件不同，可以在較低的溫度下工作，因此對(duì)絕緣材料沒(méi)有特殊的要求，成本低。

可忽略不計(jì)電磁影響

通過(guò)對(duì)非晶合金帶材加熱墊所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量，證明它與可接受的EMF強(qiáng)度相比可以忽略不計(jì)。

其他優(yōu)勢(shì)

在其他方面也具有明顯的優(yōu)勢(shì)：最舒適的加熱溫度、最自然的加熱形式、安全安靜、無(wú)塵無(wú)噪、安裝簡(jiǎn)便、運(yùn)行成本低廉，基本上是免維護(hù)。還可以和其他節(jié)能設(shè)備配合使用 – 如冷凝式鍋爐、太陽(yáng)能電池板、地源熱泵等。

4非晶合金帶材地?zé)嵯到y(tǒng)的室外應(yīng)用

非晶合金帶材室外工作溫度約為70°C，能夠根據(jù)需求產(chǎn)生所需熱能（高達(dá)62瓦/米），適合在任何場(chǎng)景下工作，是各種體育設(shè)施（足球場(chǎng)、橄欖球場(chǎng)、高爾夫球場(chǎng)、網(wǎng)球場(chǎng)等）、道路、橋梁、機(jī)場(chǎng)跑道、停車場(chǎng)坡道、以及短車道化雪除冰的理想工具，是農(nóng)業(yè)溫室加熱及土壤加熱的理想方法，有利于作物更好的生長(zhǎng)。

室外加熱系統(tǒng)

非晶合金帶材融雪化冰系統(tǒng)是用于外部混凝土、瀝青、鋪路石、碎石、以及草坪、草地（運(yùn)動(dòng)場(chǎng)）等的理想方案。

加熱元件的性能

加熱元件用于固定的電壓。高低壓、交流直流均可。

幾何尺寸

加熱墊設(shè)計(jì)為覆蓋標(biāo)稱加熱區(qū)的20％，通常從15％至30％的區(qū)域覆蓋范圍都是可以的。

電氣指標(biāo)

每一個(gè)加熱墊的正常輸出功率為250 – 400瓦/平方米，每個(gè)加熱墊標(biāo)簽上都有指定。

在室外應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

達(dá)到工作溫度的速度比其它系統(tǒng)都快

加熱帶的傳熱面積大，并且由于加熱元件和地面覆蓋材料的超短距離保證了地面達(dá)到理想溫度的速度比埋在地表下更深的管道水暖或發(fā)熱電纜加熱系統(tǒng)要快得多。

它產(chǎn)生更均勻一致的熱量

非晶合金帶材加熱墊是由寬的金屬條帶構(gòu)成的，它可以至少覆蓋地面面積的20%（相比較，發(fā)熱電纜只有1％至3％的覆蓋率），這種高的覆蓋率為地表面提供了均勻一致的熱量。

成本優(yōu)越并且運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)

因?yàn)榉蔷Ш辖饚Р募訜釅|達(dá)到所需溫度的速度快、時(shí)間短，相對(duì)于基于水暖管道以及發(fā)熱電纜的系統(tǒng)，非晶合金帶材加熱系統(tǒng)可以減少運(yùn)營(yíng)時(shí)間，降低運(yùn)行成本。由于非晶合金帶的厚度非常?。?5微米），加熱元件本身不會(huì)存儲(chǔ)熱能，加熱帶可將所有的電能轉(zhuǎn)化為熱能，所有熱量都會(huì)散發(fā)到周圍的區(qū)域——這種狀況使得能耗降低，運(yùn)行成本非常經(jīng)濟(jì)。

它擁有超薄的截面，卓越的靈活性

加熱帶僅25微米厚，加熱墊總的厚度，包括雙重絕緣，也不到2.5毫米，適合用于新建筑，同時(shí)也用于裝修、翻新及改造項(xiàng)目。這種境界的技術(shù)意味著在裝修時(shí)，幾乎不改變地面的高度，而且非常易于安裝。

耐用, 符合惡劣條件下的牢固設(shè)計(jì)

因非晶加熱帶自身機(jī)械強(qiáng)度高，以及耐腐蝕性強(qiáng)的特性，室外產(chǎn)品非常可靠、耐用，并具有卓越的安全性，對(duì)于觸電和電磁輻射等方面也是萬(wàn)無(wú)一失。

非晶合金帶材電熱地暖

地?zé)峁┡?，最早是由一個(gè)古羅馬人提出的，繼而成為美國(guó)、英國(guó)和整個(gè)歐洲，從東到西的最普遍取暖方式。

地暖熱能通過(guò)輻射為居住者和房屋的物體表面提供了舒適恒定、健康清潔、寧?kù)o安全的熱源。

非晶合金帶材電熱地暖系統(tǒng)可以保持房間的濕度更穩(wěn)定和更健康。與強(qiáng)制空氣加熱不一樣，輻射加熱不易造成你的鼻孔和皮膚干燥不適，并且不會(huì)造成家具的損壞。

因?yàn)榭諝鉀](méi)有被除濕和干燥，溫暖的感覺(jué)比實(shí)際溫度還要高幾度，加熱的溫度就比正常所需要的溫度低，從而節(jié)約了能源和花費(fèi)。

與傳統(tǒng)地暖的比較優(yōu)勢(shì)

①非晶合金帶材加熱系統(tǒng)覆蓋了20% ~ 30%的加熱區(qū)域, 而傳統(tǒng)的電熱元件只覆蓋3% ~ 5%，水性供暖系統(tǒng)覆蓋5% ~ 10%。高的覆蓋率為地表面提供了均勻一致的熱量。

②非晶合金帶材加熱系統(tǒng)輻射熱量在25°C ~ 30°C就可有效制熱, 而其他系統(tǒng)需達(dá)到50°C或更高才能產(chǎn)生足夠的加熱能源。

③非晶合金帶材加熱系統(tǒng)符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)，適合在任何類型的地板下安裝(實(shí)木地板、復(fù)合地板、地板磚以及地毯)。

④非晶合金帶材加熱系統(tǒng)非晶帶輻射熱量區(qū)別于傳統(tǒng)加熱元件散熱方向的發(fā)散性，是垂直于地板方向的，更高效節(jié)能。

⑤非晶合金帶材加熱系統(tǒng)非晶帶安裝位置更接近于地板面，熱傳遞損失更小。

5安全

非晶合金帶材加熱元件室外應(yīng)用不需增加金屬屏蔽。

非晶合金帶材加熱墊防止觸電危險(xiǎn)。可承受3000伏1分鐘電沖擊。