Резистивные нагревательные элементы https://al-teh.ru/category/rezistivnye-nagrevatelnye-sekcii-nt/ генерируют тепло за счет явления джоулевого нагрева. Когда электрический ток проходит через элемент, выделяется тепло из-за резистивного характера конструкции элемента. Резистивные нагревательные элементы состоят из металлических сплавов, керамических материалов или металлокерамики.

Джоулев нагрев, также называемый резистивным нагревом или омическим нагревом, представляет собой явление, при котором тепловая энергия вырабатывается электрическим током. Выделение тепла происходит из-за сил трения, которые задерживают электрический ток от свободного протекания через проводник до более низкого потенциала, который обычно известен как электрическое сопротивление.

Закон Джоуля-Ленца, также известный как первый закон Джоуля, гласит, что джоулев нагрев пропорционален произведению электрического сопротивления проводника на квадрат электрического тока, протекающего через проводник.

Материалы

Материалы, разработанные так, чтобы иметь свойства, подходящие для применения в нагревательных элементах сопротивления, должны иметь достаточное внутреннее электрическое сопротивление, высокую температуру плавления и достаточную прочность при повышенных температурах. Сопротивление может изменяться в зависимости от температуры, и в идеале сопротивление должно быть однородным, чтобы свести к минимуму изменения в зависимости от температуры или обеспечить линейное изменение. В невосстановительных, обогащенных кислородом печах, печах и нагревателях сопротивления материал должен иметь стойкость к высокотемпературному окислению. В очень высокотемпературных вакуумных печах и печах в инертной атмосфере обычно используются вольфрам и молибден.

Типы резистивных нагревательных элементов

Металлические сплавы

  • Никелевые сплавы . Никель и никелевые сплавы представляют собой цветные металлы с высокой прочностью и ударной вязкостью, отличной коррозионной стойкостью и превосходными свойствами при повышенных температурах.
    • Никель-хромовые сплавы — Никель-хромовые сплавы, обычно обозначаемые запатентованным термином «Нихром», характеризуются высоким удельным сопротивлением, хорошими свойствами окисления и коррозии и подходят для температур элементов до 1250°C.
    • Сплавы FeCrAl — сплавы железа, хрома и алюминия, обычно обозначаемые запатентованным термином Kanthal™, имеют меньший вес и более длительный ожидаемый срок службы по сравнению со сплавами NiCr.
    • Сплавы CuNi — Медно-никелевый сплав, также известный как медно-никелевый сплав, обладает средним удельным сопротивлением и низким температурным коэффициентом и реже используется в нагревательных элементах.
  • Сплавы молибдена. Молибден — тугоплавкий металл с очень высокой температурой плавления, высокой коррозионной стойкостью и относительно высокой плотностью. Молибденовые нагревательные элементы имеют верхний рабочий диапазон температур около 1900°C и подходят для вакуумных или газовых высокотемпературных печей.
  • Вольфрамовые сплавы . Вольфрам — тугоплавкий металл с самой высокой температурой плавления и самым низким давлением паров среди всех металлов. Обладает высокой коррозионной стойкостью и относительно высокой плотностью. Вольфрамовые нагревательные элементы имеют верхний рабочий диапазон температур около 2500°C и подходят для применения в высокотемпературных контролируемых средах.

Керамика

  • Графит — графит представляет собой углеродный материал с анизотропной или гексагональной кристаллической структурой. Графитовые нагревательные элементы хрупкие, недорогие, обладают низким удельным сопротивлением и имеют низкий коэффициент расширения. Они не разлагаются при термоциклировании; однако они требуют более высоких рабочих токов и подвержены загрязнению из-за открытой пористости. Графитовые элементы могут быть покрыты для улучшения рабочих характеристик.
  • SiC — карбид кремния представляет собой тугоплавкое керамическое соединение металлоида кремния и кислорода. Нагревательные элементы SiC относительно дешевы в производстве по сравнению с MoSi2. Они имеют верхний рабочий диапазон температур приблизительно 1625° C. SiC можно обрабатывать и образовывать защитную оболочку из SiO2, которая предотвращает дальнейшее окисление при очень высоких температурах в невосстановительной атмосфере.

Металлокерамика (кермет)

  • MoSi2 — дисилицид молибдена обладает отличной стойкостью к окислению, широко используется в восстановительных средах и подходит для температур до 1850°C. Элементы MoSi2 обеспечивают высокую удельную мощность и менее подвержены термическому разложению по сравнению с сплавами SiC и никеля. Его поверхность разлагается, образуя защитный слой кварцевого стекла при воздействии кислорода при повышенных температурах.

от admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *