Verwarmings-elementmaterialen: Soorten, Eigenschappen en Toepassingen

Een verwarmings-element is een apparaat dat elektrische energie omzet in warmte door het proces van Joule-verwarming. Wanneer een elektrische stroom door een weerstand loopt, produceert het warmte. Verwarmings-elementen worden gebruikt in verschillende verwarmingsapparatuur of -toestellen, zoals elektrische ovens, elektrische kachels, elektrische verwarmers, enz.

De prestaties en levensduur van een verwarmings-element hangen af van de eigenschappen van het materiaal waaruit het gemaakt is. Het materiaal moet de volgende eigenschappen hebben:

• Hoog smeltpunt

• Hoge weerstand

• Lage temperatuurcoëfficiënt van weerstand

• Hoge treksterkte

• Voldoende smeedbaarheid om draad te vormen

• Hoge weerstand tegen oxidatie in open lucht

In dit artikel bespreken we vier veel gebruikte materialen voor het vervaardigen van verwarmings-elementen: Nichrome, Kanthal, Cupronickel en Platina. We zullen hun samenstelling, eigenschappen en toepassingen ook vergelijken.

Wat is Nichrome?

Nichrome is een legering van nikkel en chroom met kleine hoeveelheden ijzer, mangaan en silicium. Het is een van de meest gebruikte materialen voor weerstandsdraden in verwarmings-elementen. De typische samenstelling van Nichrome is:

Eigenschappen van Nichrome

Nichrome heeft de volgende eigenschappen:

• Weerstand: 40 µΩ-cm

• Temperatuurcoëfficiënt van weerstand: 0,0004 / °C

• Smeltpunt: 1400 °C

• Specifiek gewicht: 8,4 g/cm³

• Hoge weerstand tegen oxidatie

Toepassingen van Nichrome

Nichrome wordt gebruikt voor het maken van verwarmings-elementen voor elektrische verwarmers en ovens. Het is geschikt voor continue bedrijf op een temperatuur tot 1200 °C. Wanneer het verwarmings-element voor de eerste keer wordt verhit, reageert het chroom in de legering met zuurstof in de atmosfeer en vormt een laag chroomoxide op de buitenkant van het verwarmings-element. Deze laag werkt als een beschermende laag en voorkomt verdere oxidatie, breuk en verbranding van de draad.

Wat is Kanthal?

Kanthal is een handelsnaam voor een familie van ijzer-chroom-aluminium (FeCrAl) legeringen. Deze legeringen worden gebruikt voor een breed scala aan weerstands- en verwarmings-toepassingen. De typische samenstelling van Kanthal is:

Eigenschappen van Kanthal

Kanthal heeft de volgende eigenschappen:

• Weerstand bij 20 °C: 145 µΩ-cm

• Temperatuurcoëfficiënt van weerstand bij 20 °C: 0,000001 / °C

• Smeltpunt: 1500 °C

• Specifiek gewicht: 7,1 g/cm³

• Hoge weerstand tegen oxidatie

Toepassingen van Kanthal

Kanthal wordt gebruikt voor het maken van verwarmings-elementen voor elektrische verwarmers en ovens. Het is geschikt voor continue bedrijf op een temperatuur tot 1400 °C. Wanneer het verwarmings-element voor de eerste keer wordt verhit, reageert het aluminium in de legering met zuurstof in de atmosfeer en vormt een laag aluminiumoxide over het verwarmings-element. Deze laag is een elektrische isolator, maar heeft goede thermische geleidbaarheid. Deze elektrisch isolerende laag maakt het verwarmings-element schokvrij. Kanthal is zeer geschikt voor het maken van verwarmings-elementen voor elektrische ovens die worden gebruikt voor hittebehandeling in de keramische, staal-, glas- en elektronica-industrieën.

Steun ons​