Materijali za grejne elemente: Tipovi svojstva i primene

Građevina za zagrevanje je uređaj koji pretvara električnu energiju u toplotu putem procesa Joulheating. Kada električna struja prođe kroz otpornik, proizvodi se toplota. Građevine za zagrevanje koriste se u različitom opremi ili uređajima za zagrevanje, poput električnih pećnica, električnih rerni, električnih grejala itd.

Performanse i vek građevine za zagrevanje zavise od osobina materijala korišćenog za njih. Materijal treba da ima sledeće:

• Visoku temperaturu taljenja

• Visoku otpornost

• Niski temperaturni koeficijent otpornosti

• Visoku traku

• Dovoljnu duktilnost da bi se formirale žice

• Visoku otpornost na oksidaciju u otvorenom atmosferi

U ovom članku ćemo raspraviti o četiri česta materijala korišćena za izradu građevina za zagrevanje: Nichrome, Kanthal, Cupronickel i Platina. Takođe ćemo uporediti njihov sastav, osobine i primene.

Šta je Nichrome?

Nichrome je legura nikla i hromijuma sa malim količinama željeza, mangana i silicijuma. To je jedan od najčešće korišćenih materijala za žice otpornika. Tipičan sastav Nichrome-a je:

Osobine Nichrome-a

Nichrome ima sledeće osobine:

• Otpornost: 40 µΩ-cm

• Temperaturni koeficijent otpornosti: 0.0004 / °C

• Tačka taljenja: 1400 °C

• Specifična težina: 8.4 g/cm³

• Visoka otpornost na oksidaciju

Primene Nichrome-a

Nichrome se koristi za pravljenje građevina za zagrevanje električnih grejala i pećnica. Pogodan je za kontinuiran rad do temperature od 1200 °C. Kada se element zagrevanja zagrije prvi put, hromijum u leguri reaguje sa kiseonikom u atmosferi i formira sloj hromijum oksida na spoljnoj površini elementa zagrevanja. Ovaj sloj deluje kao zaštita i sprječava dalju oksidaciju, lamanje i isgoranje žice.

Šta je Kanthal?

Kanthal je trgovacki naziv za familiju legura željeza-hromijuma-aluminijuma (FeCrAl). Ove legure se koriste za širok spektar aplikacija otpornika i zagrevanja. Tipičan sastav Kanthal-a je:

Osobine Kanthal-a

Kanthal ima sledeće osobine:

• Otpornost pri 20 °C: 145 µΩ-cm

• Temperaturni koeficijent otpornosti pri 20 °C: 0.000001 / °C

• Tačka taljenja: 1500 °C

• Specifična težina: 7.1 g/cm³

• Visoka otpornost na oksidaciju

Primene Kanthal-a

Kanthal se koristi za pravljenje građevina za zagrevanje električnih grejala i pećnica. Pogodan je za kontinuiran rad do temperature od 1400 °C. Kada se element zagrevanja zagrije prvi put, aluminijum u leguri reaguje sa kiseonikom u atmosferi i formira sloj aluminijum oksida nad elementom zagrevanja. Ovaj sloj je električni izolator ali ima dobru termalnu provodljivost. Ovaj električki izolativni sloj čini element zagrevanja šok-proof. Kanthal je veoma pogodan za pravljenje elemenata zagrevanja za električne pećnice korištene za toplinsku obradu u keramici, čeliku, staklu i elektronskoj industriji.