Materiały grzewcze: Rodzaje Właściwości i Zastosowania

Ogrzewacz to urządzenie, które przekształca energię elektryczną w ciepło poprzez proces ogrzewania Joula. Gdy prąd elektryczny przepływa przez opór, powstaje ciepło. Ogrzewacze są używane w różnych urządzeniach grzewczych lub sprzęcie, takim jak elektryczne piecyki, piekarniki elektryczne, grzejniki elektryczne itp.

Wydajność i żywotność ogrzewacza zależy od właściwości materiału, z którego jest wykonany. Materiał powinien mieć następujące cechy:

• Wysoką temperaturę topnienia

• Wysoką oporność specificzną

• Niski współczynnik temperaturowy oporu

• Wysoką wytrzymałość na rozciąganie

• Dostateczną plastyczność do formowania drutów

• Wysoką odporność na utlenianie w atmosferze otwartej

W tym artykule omówimy cztery powszechnie używane materiały do produkcji ogrzewaczy: Nichrome, Kanthal, Cupronickel i Platyna. Porównamy ich skład, właściwości i zastosowania.

Co to jest Nichrome?

Nichrome to stop zawierający nikiel i chrom z małymi ilościami żelaza, manganu i krzemu. Jest jednym z najczęściej używanych materiałów do produkcji oporników grzewczych. Typowy skład Nichrome to:

Właściwości Nichrome

Nichrome ma następujące właściwości:

• Oporność specificzna: 40 µΩ-cm

• Współczynnik temperaturowy oporu: 0,0004 / °C

• Temperatura topnienia: 1400 °C

• Gęstość: 8,4 g/cm³

• Wysoka odporność na utlenianie

Zastosowania Nichrome

Nichrome jest używany do produkcji oporników grzewczych dla grzejników elektrycznych i pieców. Jest odpowiedni do ciągłej pracy przy temperaturze do 1200 °C. Po pierwszym nagrzanym ogrzewaczu, chrom w stopie reaguje z tlenem w atmosferze i tworzy warstwę chromu (III) tlenku na zewnętrznej powierzchni ogrzewacza. Ta warstwa działa jako ochronna i zapobiega dalszemu utlenianiu, pękania i spalaniu się drutu.

Co to jest Kanthal?

Kanthal to nazwa handlowa rodziny stopów żelaza-chromu-aluminium (FeCrAl). Te stopy są używane w szerokim zakresie zastosowań opornikowych i grzewczych. Typowy skład Kanthal to:

Właściwości Kanthal

Kanthal ma następujące właściwości:

• Oporność specificzna przy 20 °C: 145 µΩ-cm

• Współczynnik temperaturowy oporu przy 20 °C: 0,000001 / °C

• Temperatura topnienia: 1500 °C

• Gęstość: 7,1 g/cm³

• Wysoka odporność na utlenianie

Zastosowania Kanthal

Kanthal jest używany do produkcji oporników grzewczych dla grzejników elektrycznych i pieców. Jest odpowiedni do ciągłej pracy przy temperaturze do 1400 °C. Po pierwszym nagrzanym ogrzewaczu, aluminium w stopie reaguje z tlenem w atmosferze i tworzy warstwę tlenku aluminium na ogrzewaczu. Ta warstwa jest izolatorem elektrycznym, ale ma dobrą przewodność cieplną. Ten izolator elektryczny sprawia, że ogrzewacz jest odporny na porażenie prądem. Kanthal jest bardzo odpowiedni do produkcji oporników grzewczych dla pieców elektrycznych używanych do obróbki cieplnej w ceramicznej, stalowej, szklarskiej i elektrotechnicznej przemyśle.