発熱体は、金属、グラファイト、炭化ケイ素など、さまざまな材料で作ることができる。
材料の選択は、耐熱性、耐酸化性、電気的特性など、アプリケーションの特定の要件によって異なります。
一般的な発熱体の材料には、ステンレス鋼、ニッケルクロム合金、グラファイト、モリブデン、タングステン、鉄クロムアルミニウム合金などがあります。
各材料にはそれぞれ利点と限界があり、その選択は発熱体の寿命、信頼性、効率にとって非常に重要です。
5つの主要オプション
1.金属
ステンレス鋼およびニッケルクロム合金
これらは、アルミニウムろう付けなどの低温用途に一般的に使用されます。
分圧の高い環境に適している。
ニクロムのようなニッケルクロム合金は、高抵抗、高融点、1,150℃までの耐酸化性で特に知られている。
強度が高く、過酷な条件にも耐えることができる。
鉄-クロムアルミニウム合金
これらの合金は工業炉で使用され、1,350℃の高温に耐えることができます。
高温耐性で知られ、円筒形、半円形、フラットパネルの形状でよく使用される。
2.黒鉛
黒鉛は、焼入れや焼結などの高温プロセスで使用される。
酸素に敏感な材料であり、性能を低下させる酸化を防ぐために酸素から保護する必要がある。
3.炭化ケイ素
炭化ケイ素は、しばしばセラミックとして特徴づけられる半金属材料である。
高温用途に適しており、耐酸化性に優れている。
4.その他の高温材料
モリブデンとタングステン
これらの材料は、極端な温度に耐える能力があるため、高温プロセスで使用される。
しかし、酸素に弱く、酸化からの保護が必要である。
5.選択の考慮点
発熱体材料を選択する際には、所望の熱出力を発生させるのに必要な電気抵抗、材料の抵抗率、断面積を考慮することが重要です。
断面積が大きいほど抵抗が小さくなり、より多くの電流を流すことができるため、高熱出力用途に適しています。
真空炉の場合、発熱体は物理的および放射表面積を最大化するため、一般的に幅広の帯状やリボン状になっています。
まとめると、発熱体材料の選択は加熱システムの性能にとって極めて重要です。
高い抵抗率、高い融点、低い温度係数、耐酸化性が求められます。
一般的な選択肢としては、ステンレス鋼、ニッケル・クロム合金、鉄・クロム・アルミニウム合金、グラファイト、炭化ケイ素などがあり、それぞれ異なる温度範囲や用途に適した特性を備えています。
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