有各种各样的系统可以将这些元件以及合适的绝缘包集成到一个单元中。通常在这些系统中使用的元素要么是铁铬铝合金,要么是镍铬合金。在功率、尺寸和额定电压范围内,标准形状是半圆形、平板或圆柱形。
通常的结构是一个真空铸造的压制或铸造陶瓷支架,或者一个可选的提供绝缘和支撑的陶瓷包。它们额定达到最大腔室温度范围在1100和1400ºC之间。
对于特殊包装加热器来说,较高的温度范围通常有严格的操作限制。
金属护套加热器是一种特殊类型的封装加热器,由金属护套屏蔽的金属丝元件组成。这些类型的加热器不使用隔热板。
Oxygen-Sensitive材亚博网站下载料
氧敏材料的某些特性如下:亚博网站下载
- 氧敏材料可以在相当高的温度和瓦特负亚博网站下载荷下使用,只要它们不暴露在氧气中。通过保持适当的真空水平或惰性气氛来确保免受氧气的侵害。
- 随着温度亚博网站下载的升高,这种材料的电阻有相当大的增加。因此,必须保护炉、元件和电源免受增加的功率消耗,特别是在冷启动条件下。
- 这种材料亚博网站下载对热冲击和机械冲击很敏感。因此,需要一个渐进和缓慢的坡道功能。
- 许多这种材料的工作电压低于标亚博网站下载准线路电压。需要注意的是,由于这些材料具有上述所有特性,因此需要昂贵和复杂的电源。亚博网站下载
氧敏材料包括钨、钽、石墨和钼。亚博网站下载关于这些材料的细节如下。亚博网站下载
钼
的使用钼在工业炉开始于1930年,它已经广泛应用于工业应用1940年。材料有不同的形式,包括棒,线,带和管。钼的一些特性如下:
- 钼在高温下对氧有很高的亲和力,只能在还原、真空或纯惰性气氛中加热。材料在250至300ºC之间氧化,形成二氧化钼,在600ºC左右提供有限数量的抗氧化保护。
- 二氧化钼转变为极易挥发的三氧化钼,使贱金属暴露在更多的氧化中。
- 在800°C左右发生灾难性氧化,产生二氧化钼云。
- 必须确保钼不暴露在温度超过400ºC的氧气中。
- 新材料的延性较好,但随着温度的变化,钼由延性变为脆性。
- 理想情况下,钼与高纯铝一起使用2O3.陶瓷面板可以作为先前封装系统的一部分提供。
- 该材料可用于干燥裂解氨,干燥氢和超纯惰性氦或氩气气氛高达1900°C,也在更高的温度。
钨
钨表现出钼在机械、电气、热和化学性能方面的许多特性。它的形态也与钼相同。钨的延展性较差,较难加工。以下是钨的一些独特特性:
- 钨的熔点高。因此,与钼相比,它可以在更高的温度和更高的真空度下使用。
- 最高使用温度在2500℃左右。
- 真空度在10以下-2Torr它可以使用到2000°C。低于10级-4它可以使用到2400°C,之后钨发生蒸发。
- 氧化在500°C左右开始,在1200°C左右发生灾难性氧化。
钽
钽在惰性气体或低于10的真空中可以加热吗-4托。钽的某些独特特性如下:
- 这种物质表现出一种相当强的亲和力,与存在于普通工业加热气氛中的大多数气体分子结合。
- 在氧、氢、氮或碳存在的情况下,会发生化学反应,形成氧化物、氢化物、氮化物或碳化物。由于这种侵蚀的发生
- 氢化物的形成可以被逆转,钽氧化物也可以被去除,因此它在关键的应用中被用作“吸气剂”。
- 钽具有很高的延展性,因此需要保护钽不受这些气体的影响,以确保钽在重复加热和完全再结晶的情况下仍然保持其延展性。
- 在真空等级低于10时使用-4Torr,在高纯氦或氩气气氛中,钽可在2400ºC以下使用。在较高的真空条件下,钽很容易蒸发。
- 钽非常昂贵,因此只能用于特殊用途。
贵金属
这些包括铂/铑合金,纯铂和纯铑。它们的一些特点如下:
- 这些元件的电阻随温度升高而显著增加。如果不采取适当的措施,电阻的变化可能会在冷启动条件下造成大电流。
- 尽管金属的支撑结构对热循环非常敏感,但它们对热循环并不敏感。在控制系统中应该有一个斜坡功能,使其能够限制设计规格的安培,以确保系统免受损坏。
- 纯铂的熔化温度较低,约为1770°C,并且具有相当高的蒸汽压,因此在温度升高时容易以氧化物挥发的形式失去材料。
- 纯暴露铂的标准使用温度列在1450°C左右。将铂嵌入经批准的耐火水泥中可以减少氧化物和金属损失。因此,在正常的基础上操作温度高达1600°C,在具有严格操作参数的特殊情况下高达1700°C是可能的。
- 铑具有较高的熔点,大约1960°C,更好的蒸汽压和氧化物蒸发率,改善的热强度,和更高的温度,晶粒生长开始,但它有较差的延展性和不利的阻力曲线,使其难以工作。
- 与纯铂相比,铑可以与铂进行合金化,从而产生新的化合物,在使用温度、蒸汽压、氧化速率和脆性方面都有显著的改善,但延展性有所降低。
- 标准合金通常含有10、20、30或40%的铑,其余为铂。这些合金的使用温度分别为1550、1650、1720和1770°C,而纯铂的使用温度为1450°C,纯铑的使用温度为1850至1900°C。
- 采用10%和20%铑/铂合金主要是因为其延展性、温度和成本。
- 由于成本高,它们被用于玻璃工业和研发的特殊应用。
结论
钼、钨、钽和贵金属都可以用作发热体,各有优缺点。
这些信息已经从Thermcraft提供的材料中获得,审查和改编。亚博网站下载
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