Mga Materyales ng Heating Element: Uri, Katangian at mga Pagkakamit
Ang isang heating element ay isang aparato na nagpapalit ng electrical energy sa init sa pamamagitan ng proseso ng Joule heating. Kapag ang isang electric current ay lumampas sa isang resistance, ito ay naglalabas ng init. Ang mga heating elements ay ginagamit sa iba't ibang kagamitang pang-init o appliances, tulad ng electric furnaces, electric ovens, electric heaters, atbp.
Ang performance at life ng isang heating element ay depende sa mga katangian ng materyal na ginamit para dito. Ang materyal ay dapat mayroon ang mga sumusunod:
Mataas na melting point
Mataas na resistivity
Mababang temperature coefficient of resistance
Mataas na tensile strength
Sapat na ductility para makabuo ng wires
Mataas na resistance sa oxidation sa bukas na atmospera
Sa artikulong ito, ipag-uusapan natin ang apat na karaniwang materyal na ginagamit para sa paggawa ng heating elements: Nichrome, Kanthal, Cupronickel, at Platinum. Ipag-uusapan din natin ang kanilang komposisyon, katangian, at aplikasyon.
Ano ang Nichrome?
Ang Nichrome ay isang alloy ng nickel at chromium na may maliit na halaga ng iron, manganese, at silicon. Ito ay isa sa pinakakaraniwang ginagamit na materyal para sa resistance wire heating elements. Ang typical na komposisyon ng Nichrome ay:
| Elemento | Porsyento |
|---|---|
| Nickel | 80% |
| Chromium | 20% |
| Iron | 0.5% |
| Manganese | 0.5% |
| Silicon | 0.5% |
Katangian ng Nichrome
Ang Nichrome ay mayroong mga sumusunod na katangian:
Resistivity: 40 µΩ-cm
Temperature coefficient of resistance: 0.0004 / °C
Melting point: 1400 °C
Specific gravity: 8.4 g/cm<sup>3</sup>
Mataas na resistance sa oxidation
Aplikasyon ng Nichrome
Ang Nichrome ay ginagamit para sa paggawa ng heating elements para sa electric heaters at furnaces. Ito ay angkop para sa continuous operation hanggang sa temperatura na 1200 °C. Kapag unang inihain ang heating element, ang chromium sa alloy ay tumutugon sa oxygen sa atmospera at bumubuo ng layer ng chromium oxide sa labas ng surface ng heating element. Ang layer na ito ay gumagampan bilang isang protective layer at nagpapahinto sa further oxidation, breaking, at burning out ng wire.
Ano ang Kanthal?
Ang Kanthal ay isang trademark name para sa pamilya ng iron-chromium-aluminum (FeCrAl) alloys. Ang mga alloys na ito ay ginagamit para sa malawak na range ng resistance at heating applications. Ang typical na komposisyon ng Kanthal ay:
| Elemento | Porsyento |
|---|---|
| Iron | 72% |
| Chromium | 22% |
| Aluminum | 5.8% |
Katangian ng Kanthal
Ang Kanthal ay mayroong mga sumusunod na katangian:
Resistivity at 20 °C: 145 µΩ-cm
Temperature coefficient of resistance at 20 °C: 0.000001 / °C
Melting point: 1500 °C
Specific gravity: 7.1 g/cm<sup>3</sup>
Mataas na resistance sa oxidation
Aplikasyon ng Kanthal
Ang Kanthal ay ginagamit para sa paggawa ng heating elements para sa electric heaters at furnaces. Ito ay angkop para sa continuous operation hanggang sa temperatura na 1400 °C. Kapag unang inihain ang heating element, ang aluminum sa alloy ay tumutugon sa oxygen sa atmospera at bumubuo ng layer ng aluminum oxide sa labas ng heating element. Ang layer na ito ay isang electrical insulator ngunit may mabuting thermal conductivity. Ang electrically insulating layer na ito ay nagpapahinto sa shock-proof ng heating element. Ang Kanthal ay napakasama para sa paggawa ng heating elements para sa electric furnaces na ginagamit para sa heat treatment sa ceramics, steel, glass, at electronic industries.
