Heating Element Materials: 종류 속성 및 응용분야
열 발생 요소는 전기를 열로 변환하는 장치로, 주울 가열 과정을 통해 작동합니다. 전류가 저항을 통과할 때 열이 발생합니다. 열 발생 요소는 전기로, 전기 오븐, 전기 히터 등의 다양한 가열 장비나 기구에서 사용됩니다.
열 발생 요소의 성능과 수명은 사용된 재료의 특성에 따라 달라집니다. 재료는 다음과 같은 특성을 가져야 합니다:
이 문서에서는 니크롬, 칸탈, 쿠프로니켈, 플래티넘 등 네 가지 일반적인 열 발생 요소 제조 재료에 대해 논의하고, 그들의 조성, 특성, 그리고 응용 분야를 비교하겠습니다.
니크롬이란?
니크롬은 니켈과 크롬, 소량의 철, 망간, 실리콘으로 구성된 합금입니다. 이는 가장 널리 사용되는 저항 와이어 열 발생 요소 재료 중 하나입니다. 니크롬의 일반적인 조성은 다음과 같습니다:
| 원소 | 비율 |
|---|---|
| 니켈 | 80% |
| 크롬 | 20% |
| 철 | 0.5% |
| 망간 | 0.5% |
| 실리콘 | 0.5% |
니크롬의 특성
니크롬은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다:
저항률: 40 µΩ-cm
저항의 온도 계수: 0.0004 / °C
녹는점: 1400 °C
비중: 8.4 g/cm<sup>3</sup>
산화에 대한 높은 저항력
니크롬의 응용
니크롬은 전기 히터와 가마의 열 발생 요소 제작에 사용됩니다. 최대 1200 °C까지의 연속 작동에 적합합니다. 열 발생 요소가 처음 가열될 때, 합금 속의 크롬이 대기 중의 산소와 반응하여 열 발생 요소의 외부 표면에 크롬 산화물 층을 형성합니다. 이 층은 보호층 역할을 하여 추가적인 산화, 단절, 그리고 와이어의 타버림을 방지합니다.
칸탈이란?
칸탈은 철-크롬-알루미늄 (FeCrAl) 합금 제품군의 상표 이름입니다. 이러한 합금은 다양한 저항 및 가열 용도에 사용됩니다. 칸탈의 일반적인 조성은 다음과 같습니다:
| 원소 | 비율 |
|---|---|
| 철 | 72% |
| 크롬 | 22% |
| 알루미늄 | 5.8% |
칸탈의 특성
칸탈은 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다:
20 °C에서의 저항률: 145 µΩ-cm
20 °C에서의 저항의 온도 계수: 0.000001 / °C
녹는점: 1500 °C
비중: 7.1 g/cm<sup>3</sup>
산화에 대한 높은 저항력
칸탈의 응용
칸탈은 전기 히터와 가마의 열 발생 요소 제작에 사용됩니다. 최대 1400 °C까지의 연속 작동에 적합합니다. 열 발생 요소가 처음 가열될 때, 합금 속의 알루미늄이 대기 중의 산소와 반응하여 열 발생 요소 위에 알루미늄 산화물 층을 형성합니다. 이 층은 전기적으로 절연되지만 열 전도성이 좋습니다. 이 전기적으로 절연된 층은 열 발생 요소를 충격에 견딜 수 있게 만듭니다. 칸탈은 세라믹, 강철, 유리, 전자 산업에서 열 처리를 위한 전기 가마의 열 발생 요소 제작에 매우 적합합니다.
