Materiales de Elementos Calefactores: Tipos Propiedades y Aplicaciones
Un elemento calefactor es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en calor a través del proceso de calentamiento por Joule. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de una resistencia, produce calor. Los elementos calefactores se utilizan en diversos equipos o aparatos de calefacción, como hornos eléctricos, hornos eléctricos, calefactores eléctricos, etc.
El rendimiento y la vida útil de un elemento calefactor dependen de las propiedades del material utilizado. El material debe tener lo siguiente:
Punto de fusión alto
Alta resistividad
Bajo coeficiente de temperatura de resistencia
Alta resistencia a la tracción
Suficiente ductilidad para formar hilos
Alta resistencia a la oxidación en atmósfera abierta
En este artículo, discutiremos cuatro materiales comunes utilizados para la fabricación de elementos calefactores: Nichrome, Kanthal, Cupronickel y Platino. También compararemos su composición, propiedades y aplicaciones.
¿Qué es el Nichrome?
El Nichrome es una aleación de níquel y cromo con pequeñas cantidades de hierro, manganeso y silicio. Es uno de los materiales más ampliamente utilizados para los elementos calefactores de resistencia. La composición típica del Nichrome es:
| Elemento | Porcentaje |
|---|---|
| Níquel | 80% |
| Cromo | 20% |
| Hierro | 0.5% |
| Manganeso | 0.5% |
| Silicio | 0.5% |
Propiedades del Nichrome
El Nichrome tiene las siguientes propiedades:
Resistividad: 40 µΩ-cm
Coeficiente de temperatura de resistencia: 0.0004 / °C
Punto de fusión: 1400 °C
Gravedad específica: 8.4 g/cm<sup>3</sup>
Alta resistencia a la oxidación
Aplicaciones del Nichrome
El Nichrome se utiliza para fabricar elementos calefactores para calefactores y hornos eléctricos. Es adecuado para operaciones continuas a una temperatura de hasta 1200 °C. Cuando el elemento calefactor se calienta por primera vez, el cromo en la aleación reacciona con el oxígeno en la atmósfera y forma una capa de óxido de cromo en la superficie exterior del elemento calefactor. Esta capa actúa como una capa protectora y evita la oxidación, rotura y quemado del hilo.
¿Qué es el Kanthal?
Kanthal es una marca registrada para una familia de aleaciones de hierro-cromo-aluminio (FeCrAl). Estas aleaciones se utilizan para una amplia gama de aplicaciones de resistencia y calefacción. La composición típica de Kanthal es:
| Elemento | Porcentaje |
|---|---|
| Hierro | 72% |
| Cromo | 22% |
| Aluminio | 5.8% |
Propiedades del Kanthal
El Kanthal tiene las siguientes propiedades:
Resistividad a 20 °C: 145 µΩ-cm
Coeficiente de temperatura de resistencia a 20 °C: 0.000001 / °C
Punto de fusión: 1500 °C
Gravedad específica: 7.1 g/cm<sup>3</sup>
Alta resistencia a la oxidación
Aplicaciones del Kanthal
El Kanthal se utiliza para fabricar elementos calefactores para calefactores y hornos eléctricos. Es adecuado para operaciones continuas a una temperatura de hasta 1400 °C. Cuando el elemento calefactor se calienta por primera vez, el aluminio en la aleación reacciona con el oxígeno en la atmósfera y forma una capa de óxido de aluminio sobre el elemento calefactor. Esta capa es un aislante eléctrico pero tiene buena conductividad térmica. Esta capa aislante eléctricamente hace que el elemento calefactor sea a prueba de choques. El Kanthal es muy adecuado para fabricar elementos calefactores para hornos eléctricos utilizados en tratamientos térmicos en cerámica, acero, vidrio e industrias electrónicas.
