电热材料用来制造各种电阻加热设备中的发热元件,把电能变为热。它们在高温下应具备良好的抗氧化性能。
电热材料有金属材料和非金属材料两大类。金属材料有电热合金和高熔点纯金属。非金属材料有石墨、碳化硅、二硅化钼等。
常用电热材料及元件的类别与特点如表10-1所示。
表10-1 常用电热材料及元件的类别、特点和用途
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类 别 | 品种 | 发热体工作温度/℃ | 特点和用途 | ||
| 常用 | 最高 | ||||
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材 料 |
镍 铬 合 金 |
Cr20Ni80 Cr15Ni60 |
1 000～1 050 900～950 |
1 150 1 050 |
电阻率较高 加工性能好,可拉成细丝 高温强度较好,用后不变 脆,适用于移动式设备上 具有奥氏体组织,基本上无 磁性 |
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铁 铬 铝 合 金 |
1Cr13A14 0Cr13A16Mo2 0Cr25A15 0Cr27A17M02 |
900～950 1 050～1 200 1 050～1 200 1 200～1 300 |
1 100 1 300 1 300 1 400 |
抗氧化性能比镍铬好 电阻率比镍铬高,密度较 小,用料省 不用镍,价格低廉 高温强度低,且用后变脆, 适用于各种固定式设备 加工性能稍差 具有铁素体组织,有磁性 | |
续表
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类 别 | 品种 | 发热体工作温度/℃ | 特点和用途 | ||
| 常用 | 最高 | ||||
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材 料 |
高 熔 点 纯 金 属 |
铂Pt 钼Mo 钽Ta 钨W | 1 300～1 400 |
1 600 1 800 2 200 2 400 |
铂可在空气中使用,但其氧化 物在高温下挥发,影响使用寿 命,钨、钼须在惰性气体、真空 及氢中使用,钽除不适用于氢以 外,其他同钨、钼 电阻率较低,电阻温度系数较 大(须配调压装置,开始加热时, 须降低电压,防止电流过大) 材料价高 适于实验室或特殊电炉 |
| 石墨C | 3 000 |
电阻率较低(须配大电流低电压 调压器) 适于真空或保护气氛中使用 | |||
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元 件 |
硅碳棒 硅碳管 SiC | 1 250～1 400 | 1 500 |
高温强度高 硬而脆 元件间的电阻值一致性较差 易老化,电阻随使用时间延长 而增大(须配调压装置) | |
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硅钼棒 MoSi2 | 1 500～1 600 | 1 700 |
表面有SiO2保护膜,抗氧化性 能好,无老化现象 正向电阻温度系数较大(须配 调压装置,开始加热时,须降低 电压,防止电流过大) 室温下具硬而脆性,1 350℃开 始变软,而有延展性 不宜在800℃以下长期使用,因 不能形成较好的氧化膜 | ||
| 管状电加热元件 |
550℃以下 (介质温度) |
结构简单,不易氧化,不怕震 动,寿命长 可直接在液体中加热,热效率较高 机械强度好,可弯成各种形状 拆装方便,使用安全 适用于液体加热槽、易熔金属 熔化炉、空气干燥加热器及日用 电热器等 必须在规定的加热介质和工作 温度下使用 | |||