Materials del element calefactor: tipus, propietats i aplicacions
Un element de càlcul és un dispositiu que converteix l'energia elèctrica en calor mitjançant el procés de calorifici de Joule. Quan una corrent elèctrica passa a través d'una resistència, produeix calor. Els elements de càlcul s'utilitzen en diversos equips o aparells de càlcul, com forns elèctrics, fornells elèctrics, calefactors elèctrics, etc.
El rendiment i la vida útil d'un element de càlcul depenen de les propietats del material utilitzat per a ell. El material hauria de tenir les següents característiques:
Punt de fusió elevat
Alta resistivitat
Baix coeficient de temperatura de resistència
Alta resistència a la tracció
Suficient ductilitat per formar fils
Alta resistència a l'oxidació en atmosfera oberta
En aquest article, discutirem quatre materials comuns utilitzats per fabricar elements de càlcul: Nichrom, Kanthal, Cupronikel i Platí. També compararem la seva composició, propietats i aplicacions.
Què és el Nichrom?
El Nichrom és un alliat de níquel i crhom amb petites quantitats de ferro, mangany i silici. És un dels materials més utilitzats per als elements de càlcul de resistència. La composició típica del Nichrom és:
| Element | Percentatge |
|---|---|
| Níquel | 80% |
| Crhom | 20% |
| Ferri | 0.5% |
| Mangany | 0.5% |
| Silici | 0.5% |
Propietats del Nichrom
El Nichrom té les següents propietats:
Resistivitat: 40 µΩ-cm
Coeficient de temperatura de resistència: 0,0004 / °C
Punt de fusió: 1400 °C
Pes específic: 8,4 g/cm<sup>3</sup>
Alta resistència a l'oxidació
Aplicacions del Nichrom
El Nichrom s'utilitza per fabricar elements de càlcul per a calefactors elèctrics i forns. És adequat per a operacions contínues fins a 1200 °C. Quan l'element de càlcul es calenta per primera vegada, el crhom de l'alliat reacciona amb l'oxigen de l'atmosfera i forma una capa d'òxid de crhom a la superfície exterior de l'element de càlcul. Aquesta capa actua com a capa protectora i evita l'oxidació, la ruptura i l'esgotament del fil.
Què és el Kanthal?
Kanthal és un nom de marca per a una família d'alliats de ferro-crhom-alumini (FeCrAl). Aquests alliats s'utilitzen en una ampla gamma d'aplicacions de resistència i càlcul. La composició típica del Kanthal és:
| Element | Percentatge |
|---|---|
| Ferri | 72% |
| Crhom | 22% |
| Alumini | 5,8% |
Propietats del Kanthal
El Kanthal té les següents propietats:
Resistivitat a 20 °C: 145 µΩ-cm
Coeficient de temperatura de resistència a 20 °C: 0,000001 / °C
Punt de fusió: 1500 °C
Pes específic: 7,1 g/cm<sup>3</sup>
Alta resistència a l'oxidació
Aplicacions del Kanthal
El Kanthal s'utilitza per fabricar elements de càlcul per a calefactors elèctrics i forns. És adequat per a operacions contínues fins a 1400 °C. Quan l'element de càlcul es calenta per primera vegada, l'alumini de l'alliat reacciona amb l'oxigen de l'atmosfera i forma una capa d'òxid d'alumini sobre l'element de càlcul. Aquesta capa és un aïllant elèctric però té bona conductivitat tèrmica. Aquest aïllant elèctric fa que l'element de càlcul sigui a prova de xocs. El Kanthal és molt adequat per a la fabricació d'elements de càlcul per a forns elèctrics utilitzats en tractaments tèrmics en ceràmica, acer, vidre i indústries electròniques.
