口罩改进（小组作业）

30张慧琳

新型散热口罩组员：02张佳鑫 04吴俊豪 07邵俊杰 10范家圳 26梁志梁 30张慧琳 48卞碧娇 49李诗珮
一、产品背景

在新冠疫情的大背景下，世界口罩需求大幅增加，导致口罩供应量也相继提高，但是由于气温、湿度等原因，让人们在佩戴口罩的时候感到十分的不适，夏天长时间带口罩会出现头晕头痛恶心呼吸困难等一系列的症状，可能会出现中暑的情况，前段时间甚至出现了学生戴口罩跑步致死的事件。夏天天气本来就很闷热，长时间戴口罩会让人更加的不舒服。这一系列问题推动口罩技术的更新，不仅要保证口罩的防护性，也要提高其舒适度。

二、产品原理与外观结构

产品设计主要原理为半导体制冷。

P型材料电子不足，有正温差电势；当电子从P型穿过结点至N型时，结点的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。相反，当电子从N型流至P型材料时，结点的温度就会升高。

把一个P型半导体元件和一个N型半导体元件联结成一对热电偶，接上直流电源后，在接头处就会产生温差和热量的转移。在上面的接头处，电流方向是从N至P，温度下降并且吸热，这就是冷端；而在下面的一个接头处，电流方向是从P至N，温度上升并且放热，这是热端。因此是半导体致冷片由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而N/P之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最後由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好。

材料为纽扣电池、半导体制冷片、特种耐高温硅胶、非一次特制口罩。将制冷片与纽扣电池连接起来，形成可正常工作的电路，将组合好的线路以及硅胶防护层安装进特殊制作的口罩，设置好制冷设备的开关，完成兼顾实用性与观赏性的成品。所述硅胶防护层设有透气孔。

半导体制冷器具有无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻等特点，且工作可靠，操作简便，易于进行冷量调节。但它的制冷系数较小，电耗量相对较大，故它主要用于耗冷量小和占地空间小的场合。

三、功能

1、降温

半导体制冷片的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。

2、隔热

特种耐高温硅胶可以达到350度。耐高温硅胶以苯基硅橡胶、气相白炭黑为主要原料，辅以耐高温助剂精制而成，使产品耐高温达到300-350℃，无须二次硫化，抗撕裂道强度高，回弹性性好，不易黄变，手感好，无毒、高弹力、高耐压、强耐高低温，强耐紫外线，吸附密封性强。

四、优缺点

优点：

1、有利于获得更好的舒适感。该产品以半导体制冷为设计基础，使口罩具有了降温的效果。硅胶隔热解决了外部高气温对人体的影响，可以让处于夏季的地区的人们佩戴口罩不会再受传统口罩闷热的影响，也能更好的解决人们现在对于口罩的一些不适。

2、透气性好，防护力度更佳。硅胶本身吸附能力强，化学性能稳定，防护层留有气孔，透气性好。硅胶可塑性强，更有利于贴合人体脸部结构，360°无死角防护。

3、体积小便于携带。

4、耗电量小，续航时间持久。口罩是小物体，因此耗能小，纽扣电池足以用于制冷片的运作，不会对人体造成伤害。

缺点：

1、不防水。由于半导体制冷片需要电池带动其运作，而电池不具备防水功能。

2、性价比低。由于产品生产成本较高，市场价格高于其他口罩，性价比低。

zhtjwh

成绩：70