Bahan Elemen Pemanas: Jenis Sifat dan Aplikasi
Elemen pemanas adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi panas melalui proses Pemanasan Joule. Ketika arus listrik melewati hambatan, ia menghasilkan panas. Elemen pemanas digunakan dalam berbagai peralatan atau alat pemanas, seperti tungku listrik, oven listrik, pemanas listrik, dll.
Kinerja dan umur elemen pemanas tergantung pada sifat bahan yang digunakan untuk itu. Bahan tersebut harus memiliki sifat-sifat berikut:
Titik lebur tinggi
Tinggi resistivitas
Koefisien suhu rendah dari hambatan
Kekuatan tarik tinggi
Duktilitas cukup untuk membentuk kawat
Resistensi tinggi terhadap oksidasi di atmosfer terbuka
Dalam artikel ini, kita akan membahas empat bahan umum yang digunakan untuk pembuatan elemen pemanas: Nichrome, Kanthal, Cupronickel, dan Platinum. Kami juga akan membandingkan komposisi, sifat, dan aplikasinya.
Apa itu Nichrome?
Nichrome adalah paduan nikel dan kromium dengan sedikit besi, mangan, dan silikon. Ini adalah salah satu bahan yang paling banyak digunakan untuk elemen pemanas kawat hambatan. Komposisi tipikal Nichrome adalah:
| Unsur | Persentase |
|---|---|
| Nikel | 80% |
| Kromium | 20% |
| Besi | 0.5% |
| Mangan | 0.5% |
| Silikon | 0.5% |
Sifat-sifat Nichrome
Nichrome memiliki sifat-sifat berikut:
Resistivitas: 40 µΩ-cm
Koefisien suhu hambatan: 0.0004 / °C
Titik lebur: 1400 °C
Berat jenis: 8.4 g/cm<sup>3</sup>
Resistensi tinggi terhadap oksidasi
Aplikasi Nichrome
Nichrome digunakan untuk membuat elemen pemanas untuk pemanas listrik dan tungku. Ini cocok untuk operasi kontinu hingga suhu 1200 °C. Ketika elemen pemanas dipanaskan untuk pertama kalinya, kromium dalam paduan bereaksi dengan oksigen di atmosfer dan membentuk lapisan oksida kromium di permukaan luar elemen pemanas. Lapisan ini bertindak sebagai lapisan pelindung dan mencegah oksidasi, patah, dan hangusnya kawat.
Apa itu Kanthal?
Kanthal adalah nama merek untuk keluarga paduan besi-kromium-aluminium (FeCrAl). Paduan ini digunakan untuk berbagai aplikasi hambatan dan pemanasan. Komposisi tipikal Kanthal adalah:
| Unsur | Persentase |
|---|---|
| Besi | 72% |
| Kromium | 22% |
| Aluminium | 5.8% |
Sifat-sifat Kanthal
Kanthal memiliki sifat-sifat berikut:
Resistivitas pada 20 °C: 145 µΩ-cm
Koefisien suhu hambatan pada 20 °C: 0.000001 / °C
Titik lebur: 1500 °C
Berat jenis: 7.1 g/cm<sup>3</sup>
Resistensi tinggi terhadap oksidasi
Aplikasi Kanthal
Kanthal digunakan untuk membuat elemen pemanas untuk pemanas listrik dan tungku. Ini cocok untuk operasi kontinu hingga suhu 1400 °C. Ketika elemen pemanas dipanaskan untuk pertama kalinya, aluminium dalam paduan bereaksi dengan oksigen di atmosfer dan membentuk lapisan oksida aluminium di atas elemen pemanas. Lapisan ini adalah isolator listrik tetapi memiliki konduktivitas termal yang baik. Lapisan isolator listrik ini membuat elemen pemanas tahan terhadap kejutan listrik. Kanthal sangat cocok untuk membuat elemen pemanas untuk tungku listrik yang digunakan untuk perlakuan panas dalam industri keramik, baja, kaca, dan elektronik.
