專利名稱:發(fā)熱鞋墊的制作方法
本發(fā)明屬電介質(zhì)物理，壓電鐵電物理，高分子聚合物技術(shù)等。
冬天在室外作業(yè)、候車、步行等，都會有一種共同的感覺-腳冷。因為人的腳部離心臟較遠(yuǎn)，由心臟傳送的熱能在途中，即已被基本消耗，為了使心臟加快輸送頻率，得到微乎的熱能，常常有人在原地加速踏動。事實上這種踏動所發(fā)出的力能，絕大部分是無效的。
步行，對于任何人(殘廢者外)是不可避免的一項運(yùn)動，自有人類已來，一直僅被做為前進(jìn)或后退的功能，其實每行一步，都有一壓縮，松馳的機(jī)械功能。然而這種能一直為無用功而浪費(fèi)。
1880年P(guān)居里j居里兄弟發(fā)現(xiàn)了。即在某些晶體的特定方向施加機(jī)械應(yīng)力或拉力，晶體的一些對應(yīng)表面上分別出現(xiàn)正負(fù)束縛電荷其電荷的密度跟施力的大小成正比。稱之為壓電效應(yīng)，同時這些晶體也具有在電場的作用下，其尺寸發(fā)生變化。稱之為逆效應(yīng)。
這一原理現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于國防、科研、探測、電聲及民用生活(電子打火機(jī))根據(jù)這一原理，人步行的壓縮松馳過程，均完全符合壓電發(fā)電的過程，將其二者結(jié)合，即步行發(fā)電的誕生。(參看國防工業(yè)出版社孫
、張福學(xué)主編的《壓電學(xué)》一書)。
電熱轉(zhuǎn)換一般都很熟知，近年來隨著人們對自動化的渴求電子工業(yè)中出現(xiàn)了一種能自動恒溫的發(fā)熱材料，稱之為PTC特性，即其溫度在居里點以下時，是良好的導(dǎo)電發(fā)然體，當(dāng)溫升在居里c附近電阻有急劇增大的特性(參看機(jī)械工業(yè)出版社徐開先、葉濟(jì)民編寫的《熱敏電阻器》一書)采用PTC特性的材料和高聚物壓電復(fù)合材料組合，即可制成電熱鞋墊-發(fā)熱鞋墊。
對于那些長時間活動又很少有烤火機(jī)會的如巡邏在祖國北疆的戰(zhàn)士，常年作業(yè)于野外的地質(zhì)工作者和站立服務(wù)于大眾的營業(yè)員等，無疑是一大福音。若配上微型蓄電裝置(當(dāng)PTC阻值增大過剩的電能，即可蓄入電池)和提高壓電材料的壓電常數(shù)即均可恒溫差多余電能還可提供夜間步行照明，和那些運(yùn)動無規(guī)則人的卸寒等，更大范圍地擴(kuò)大應(yīng)用。
技術(shù)內(nèi)容分以下兩個方面1.壓電材料根據(jù)鞋墊的軟性要求。采用30%的PVF2粒料加入40%的BaTiO3和30%PZT，及適量的溶劑(酮類、增塑劑)在PVF2軟化溫度點附近混煉后軋制成2.5mm的薄片)再在PVF2薄片的兩面然后復(fù)合細(xì)鋼網(wǎng)布做為電極，將其裁剪成合適的尺碼鞋墊后，在強(qiáng)電場的作用下加熱至PVF2軟化溫度進(jìn)行極化處理，即成具有壓電效應(yīng)的鞋墊。
2.自動恒溫發(fā)熱體用BaTiO3添加微量的Nb.Bi將其混合，采用一般的陶瓷工業(yè)成型，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)的溫度系數(shù)及居里點溫度TC隨組分及燒結(jié)條件，尤其是冷卻速度的不同而變化，從此獲得所需要的熱敏電阻值和TC點。
但由于該材料屬硬質(zhì)體不便制成整體的鞋墊。因此將其制成合適的幾何塊組合在PVF2復(fù)合壓電體上，足尖部分的熱系數(shù)將大于其他部位。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)熱鞋墊，它是由一定厚度的可彎曲材料構(gòu)成的。其特征是當(dāng)人行走時，可以通過鞋墊內(nèi)含有的特殊材料或器件的獨(dú)立功能或組合功能，將人對鞋墊施加的壓力和鞋墊往復(fù)形變的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，使鞋墊發(fā)熱。
2.如權(quán)利要求
1所述的特殊材料或器件是①高分子壓電材料，②PTC特性的發(fā)熱材料，③柔軟電池。
專利摘要
一種利用步行做功產(chǎn)生熱的鞋墊，它是利用人行時腳對鞋墊施加壓力，造成鞋墊往復(fù)形變。鞋墊是用一種高分子壓電材料——聚偏氟乙烯復(fù)合壓電陶瓷粉沫制成。這種材料一旦由外力致其形變，在兩對應(yīng)面上即會產(chǎn)生電荷，電荷由一種PTC特性的材料轉(zhuǎn)換成熱。同時壓電材料在產(chǎn)生電荷時，內(nèi)部分子在互相擠壓狀態(tài)下，也會生成熱。
文檔編號A43B17/00GK85105236SQ85105236
公開日1987年1月14日 申請日期1985年7月10日
發(fā)明者孫寅貴 申請人:孫寅貴導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan