Materiais de elementos de calefacción: Tipos propiedades e aplicacións
Un elemento calefactor é un dispositivo que converte a enerxía eléctrica en calor mediante o proceso de calor xulio. Cando unha corrente eléctrica pasa por unha resistencia, produce calor. Os elementos calefactores úsanse en diversos equipos ou electrodomésticos de calefacción, como fornos eléctricos, hornos eléctricos, calefacción eléctrica, etc.
O rendemento e a vida útil dun elemento calefactor dependen das propiedades do material usado para o mesmo. O material debe ter as seguintes características:
Punto de fusión alto
Alta resistividad
Baixo coeficiente de temperatura da resistencia
Alta resistencia a tracción
Suficiente ductilidade para formar fíos
Alta resistencia á oxidación no aire libre
Neste artigo, discutiremos catro materiais comúns usados para a fabricación de elementos calefactores: Nichrome, Kanthal, Cupronickel e Platino. Tamén compararemos a súa composición, propiedades e aplicacións.
Que é Nichrome?
O Nichrome é unha liga de níquel e cromo con cantidades pequenas de ferro, manganeso e silicio. É un dos materiais máis utilizados para os elementos calefactores de resistencia. A composición típica do Nichrome é:
| Elemento | Porcentaxe |
|---|---|
| Níquel | 80% |
| Cromo | 20% |
| Ferro | 0.5% |
| Manganeso | 0.5% |
| Silicio | 0.5% |
Propiedades do Nichrome
O Nichrome ten as seguintes propiedades:
Resistividad: 40 µΩ-cm
Coeficiente de temperatura da resistencia: 0.0004 / °C
Punto de fusión: 1400 °C
Peso específico: 8.4 g/cm<sup>3</sup>
Alta resistencia á oxidación
Aplicacións do Nichrome
O Nichrome usa-se para facer elementos calefactores para calefaccións eléctricas e fornos. É axeitado para operación continua a unha temperatura de ata 1200 °C. Cando o elemento calefactor se aquece por primeira vez, o cromo na liga reacciona co oxixe na atmosfera e forma unha capa de óxido de cromo na superficie externa do elemento calefactor. Esta capa actúa como unha capa protectora e prevén a oxidación, a rotura e o quema do fío.
Que é Kanthal?
Kanthal é un nome comercial para unha familia de ligas de ferro-cromo-aluminio (FeCrAl). Estas ligas úsanse para un amplio rango de aplicacións de resistencia e calefacción. A composición típica do Kanthal é:
| Elemento | Porcentaxe |
|---|---|
| Ferro | 72% |
| Cromo | 22% |
| Aluminio | 5.8% |
Propiedades do Kanthal
O Kanthal ten as seguintes propiedades:
Resistividad a 20 °C: 145 µΩ-cm
Coeficiente de temperatura da resistencia a 20 °C: 0.000001 / °C
Punto de fusión: 1500 °C
Peso específico: 7.1 g/cm<sup>3</sup>
Alta resistencia á oxidación
Aplicacións do Kanthal
O Kanthal usa-se para facer elementos calefactores para calefaccións eléctricas e fornos. É axeitado para operación continua a unha temperatura de ata 1400 °C. Cando o elemento calefactor se aquece por primeira vez, o aluminio na liga reacciona co oxixe na atmosfera e forma unha capa de óxido de aluminio sobre o elemento calefactor. Esta capa é un aislante eléctrico pero ten boa conductividade térmica. Esta capa aislante eléctrica fai que o elemento calefactor sexa a prueba de choques. O Kanthal é moi axeitado para facer elementos calefactores para fornos eléctricos usados para tratamento térmico en cerámica, acero, vidro e industrias electrónicas.
