Grejanje materijala: Vrste svojstva i primjene

Grijanje je uređaj koji pretvara električnu energiju u toplinu putem procesa Jouleove topline. Kada električni struj prolazi kroz otpornik, stvara se toplina. Grijaci se koriste u različitim grijacim opremama ili aparaturi, poput električnih pećnica, električnih pećnjaka, električnih grijalica itd.

Učinkovitost i životni vijek grijaca ovisi o svojstvima materijala koji se koristi za njih. Materijal treba imati sljedeće:

• Visoku točku taljenja

• Visoku otpornost

• Niski koeficijent temperaturne ovisnosti otpornosti

• Visoku mehaničku čvrstoću

• Dovoljnu duktilnost za formiranje žica

• Visoku otpornost na oksidaciju u otvorenom zraku

U ovom članku diskutirat ćemo o četiri uobičajena materijala koji se koriste za izradu grijaca: Nichrome, Kanthal, Cupronikel i Platinu. Također ćemo usporediti njihov sastav, svojstva i primjene.

Što je Nichrome?

Nichrome je legura nikla i kromija s malim količinama željeza, mangana i silicija. To je jedan od najčešće korištenih materijala za žice otpornika. Tipičan sastav Nichrome-a je:

Svojstva Nichrome-a

Nichrome ima sljedeća svojstva:

• Otpornost: 40 µΩ-cm

• Koeficijent temperaturne ovisnosti otpornosti: 0.0004 / °C

• Točka taljenja: 1400 °C

• Specifična težina: 8.4 g/cm³

• Visoka otpornost na oksidaciju

Primjene Nichrome-a

Nichrome se koristi za izradu grijaca za električne grijalice i pećnice. Prikladan je za kontinuiranu upotrebu do temperature od 1200 °C. Kada se grijac prvi put zagrije, krom u leguri reagira s kisikom u atmosferi i formira sloj krom-oksida na spoljnoj površini grijaca. Taj sloj djeluje kao zaštita i sprečava daljnju oksidaciju, pucanje i isgaranje žice.

Što je Kanthal?

Kanthal je trgovacki naziv za obitelj legura željeza-krom-almunija (FeCrAl). Ove legure se koriste za širok spektar primjena otpornika i grijanja. Tipičan sastav Kanthal-a je:

Svojstva Kanthal-a

Kanthal ima sljedeća svojstva:

• Otpornost pri 20 °C: 145 µΩ-cm

• Koeficijent temperaturne ovisnosti otpornosti pri 20 °C: 0.000001 / °C

• Točka taljenja: 1500 °C

• Specifična težina: 7.1 g/cm³

• Visoka otpornost na oksidaciju

Primjene Kanthal-a

Kanthal se koristi za izradu grijaca za električne grijalice i pećnice. Prikladan je za kontinuiranu upotrebu do temperature od 1400 °C. Kada se grijac prvi put zagrije, almunij u leguri reagira s kisikom u atmosferi i formira sloj almunij-oksida na grijacu. Taj sloj je električki izolator, ali ima dobru toplinsku provodljivost. Taj električki izolirajući sloj čini grijac osjetljivim na struju. Kanthal je vrlo prikladan za izradu grijaca za električne pećnice koje se koriste za toplinsku obradu u keramici, čeliku, staklu i elektroničkoj industriji.