Vytápěcí materiály: Typy, vlastnosti a aplikace

Ohřívač je zařízení, které převádí elektrickou energii na teplo prostřednictvím procesu Jouleova ohřevu. Když elektrický proud prochází odpor, vytváří teplo. Ohřívače se používají v různých ohřevacích zařízeních nebo spotřebičích, jako jsou elektrické peci, elektrické trouby, elektrické topné tělesa atd.

Výkon a životnost ohřívače závisí na vlastnostech materiálu, ze kterého je vyroben. Materiál by měl mít následující:

• Vysoký teplotní bod tavení

• Vysokou odporovost

• Nízký teplotní koeficient odporu

• Vysokou trhací pevnost

• Dostatečnou kujnost pro formování drátů

• Vysokou odolnost proti oxidaci ve volném ovzduší

V tomto článku si popíšeme čtyři běžně používané materiály pro výrobu ohřívačů: Nichrome, Kanthal, Cupronikel a Platina. Porovnáme jejich složení, vlastnosti a aplikace.

Co je Nichrome?

Nichrome je slitina niklu a chromu s malými množstvími železa, manganu a křemíku. Je to jeden z nejrozšířenějších materiálů pro ohřívací dráty. Typické složení Nichrome je:

Vlastnosti Nichrome

Nichrome má následující vlastnosti:

• Odporovost: 40 µΩ-cm

• Teplotní koeficient odporu: 0.0004 / °C

• Teplotní bod tavení: 1400 °C

• Hustota: 8.4 g/cm³

• Vysoká odolnost proti oxidaci

Aplikace Nichrome

Nichrome se používá pro výrobu ohřívacích prvků pro elektrické topné tělesa a pece. Je vhodný pro nepřetržitou operaci až do teploty 1200 °C. Když je ohřívací prvek poprvé ohřát, chróm v slitině reaguje s kyslíkem v ovzduší a vytváří vrstvu chromového oxidu na vnější povrchu ohřívacího prvku. Tato vrstva působí jako ochranná vrstva a brání další oxidaci, praskání a spalování drátu.

Co je Kanthal?

Kanthal je ochranný známky pro rodinu slitin železa-chromu-hliníku (FeCrAl). Tyto slitiny se používají pro široké spektrum odporových a ohřevacích aplikací. Typické složení Kanthalu je:

Vlastnosti Kanthalu

Kanthal má následující vlastnosti:

• Odporovost při 20 °C: 145 µΩ-cm

• Teplotní koeficient odporu při 20 °C: 0.000001 / °C

• Teplotní bod tavení: 1500 °C

• Hustota: 7.1 g/cm³

• Vysoká odolnost proti oxidaci

Aplikace Kanthalu

Kanthal se používá pro výrobu ohřívacích prvků pro elektrické topné tělesa a pece. Je vhodný pro nepřetržitou operaci až do teploty 1400 °C. Když je ohřívací prvek poprvé ohřát, hliník v slitině reaguje s kyslíkem v ovzduší a vytváří vrstvu hliníkového oxidu na ohřívacím prvku. Tato vrstva je elektrický izolátor, ale má dobré tepelné vedení. Tento elektricky izolující vrstva dělá ohřívací prvek náchylný k úderu. Kanthal je velmi vhodný pro výrobu ohřívacích prvků pro elektrické pece používané pro tepelnou úpravu v keramice, oceli, skle a elektronických průmyslech.