Hotbar®碳化硅電阻加熱元件是選用高純度α碳化硅原料經(jīng)擠壓成型,高溫再結(jié)晶而成的棒狀或管狀體。最優(yōu)化的碳化硅顆粒結(jié)構(gòu)使其在工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室使用顯示出獨(dú)特性能,在各種應(yīng)用條件下尤其在氧化和腐蝕性氣體環(huán)境中有著最佳的使用壽命。不用任何支撐,Hotbar®元件可在1600℃條件下垂直或水平安裝使用而不變形,這就為窯爐設(shè)計(jì)提供了極大方便,并可在不間斷生產(chǎn)的情況下進(jìn)行元件更換,在連續(xù)操作生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi),Hotbar®元件就更顯現(xiàn)出此特征,其高負(fù)荷承受力特性適用于小容積高功率的環(huán)境。因此它被廣泛應(yīng)用于磁性材料、粉未冶金、陶瓷、玻璃、有色金屬和機(jī)械等工業(yè)的各種高溫電爐及其它電加熱設(shè)備上。
Hotbar®元件采用國際先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù),發(fā)熱部與冷端用一種特殊的碳化硅粘接劑熔接而成,在高溫下對(duì)焊接處進(jìn)行第二次硅化處理,從而進(jìn)行了固化并大大提高了焊接強(qiáng)度,給客戶提供了無憂患的高品質(zhì)產(chǎn)品。同時(shí)由于發(fā)熱部的阻值遠(yuǎn)高于冷端,具有優(yōu)良的熱冷端電阻比,高效節(jié)能的特性。
在干燥潔凈的空氣條件下,Hotbar®元件的棒體溫度可達(dá)1600℃,但在其他氣體環(huán)境下有所限制。
項(xiàng)目 |
單位 |
型號(hào) |
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|
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DH & DL |
Hotbar® HD |
密度 |
g/cm3 |
2.5 |
2.65 |
氣孔率 |
% |
23 |
18 |
抗折強(qiáng)度 |
MPa (25℃) |
50 |
60 |
熱傳導(dǎo)率 |
W/m·℃ (1000℃) |
14~19 |
14~19 |
比熱 |
kj/kg·℃ (25~1300℃) |
1.0 |
1.0 |
線膨脹系數(shù) |
(1000℃) × 10-6 |
4.5 |
4.5 |
元件的化學(xué)性能
元件在空氣中使用到800℃時(shí)開始氧化,溫度達(dá)到1000-1300℃時(shí),發(fā)熱部表面生成一層二氧化硅保護(hù)膜,1300℃時(shí)結(jié)晶出方石英,在1500℃時(shí),保護(hù)膜達(dá)到一定的厚度,從而使元件的氧化速度變得極為緩慢,趨于穩(wěn)定。如果繼續(xù)升溫至1627℃以上時(shí),則保護(hù)膜受到破壞,氧化速度顯著增加,造成元件過早損壞。
元件在使用過程中雖然氧化極為緩慢,但長時(shí)間運(yùn)行仍然會(huì)導(dǎo)致電阻值增大,這種現(xiàn)象叫做“老化”。為了減緩“老化”速度,在特殊的氣氛條件下,我們可提供不同類型保護(hù)涂層的元件來提高其使用壽命。
元件的電氣特性
Hotbar®元件以其半導(dǎo)體的特性具有遠(yuǎn)高于金屬導(dǎo)體的阻值,在空氣中加熱,元件發(fā)熱部表面溫度達(dá)到1000℃左右時(shí),電阻率為600~1400Ω?mm2/m。元件的電阻值隨著溫度的升高而變化,從室溫到700℃為負(fù)值、700℃以上為正值特性曲線。其在約650~700℃時(shí)電阻值達(dá)到最低點(diǎn),超過此溫度阻值與溫度成正比增加。在低于600℃時(shí),微小的雜質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致較大的電阻變化,所以在室溫條件下測出的阻值不能代表在高溫下的阻值。元件在室溫下的冷態(tài)電阻是其在1000℃時(shí)的數(shù)倍,所以一般要求在恒定溫度1000℃或以上進(jìn)行阻值測量,用測得的電壓和電流比計(jì)算電阻值。
所有的碳化硅加熱元件隨著使用時(shí)間的延長阻值相應(yīng)會(huì)升高老化,當(dāng)元件電阻增大到其最初阻值的3倍時(shí)視為其壽命的終結(jié)。影響元件老化和服務(wù)壽命有如下幾個(gè)因素:
●工作溫度
●元件表面負(fù)荷(W/CM2)
●爐內(nèi)氣氛
●工作方式(連續(xù)或間斷)
●所燒材料及其產(chǎn)生的有害物質(zhì)
●電路的連接方式
●控溫方式
●使用習(xí)慣
在1400℃潔凈氧化氣氛中使用,Hotbar®元件一般可獲得較長的使用壽命,為達(dá)到最佳壽命,在爐子設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮盡可能低的表面負(fù)荷,建議3~8W/CM2。