Матеріали для нагрівальних елементів: типи, властивості та застосування

Нагрівальний елемент - це пристрій, який перетворює електричну енергію на тепло за допомогою закону Джоуля-Ленца. Коли електричний струм проходить через опір, він виробляє тепло. Нагрівальні елементи використовуються у різних нагрівальних приладах або побутових приладах, таких як електричні пічки, електричні печі, електричні обігрівачі тощо.

Ефективність та тривалість служби нагрівального елемента залежать від властивостей матеріалу, з якого він виготовлений. Матеріал повинен мати наступні характеристики:

• Високу температуру плавлення

• Високий спеціфічний опір

• Низький температурний коефіцієнт опору

• Високу міцність на розтяг

• Достатню пластичність для формування дротів

• Високу стійкість до окислення в відкритому повітряному середовищі

У цій статті ми обговоримо чотири типові матеріали, які використовуються для виготовлення нагрівальних елементів: Ніхром, Кантал, Мідникель і Платина. Ми також порівняємо їх склад, властивості та застосування.

Що таке Ніхром?

Ніхром - це сплав никелю та хрому з невеликою кількістю заліза, марганцю та кремнію. Це один з найпоширеніших матеріалів для нагрівальних елементів. Типовий склад Ніхрому:

Властивості Ніхрому

Ніхром має наступні властивості:

• Спеціфічний опір: 40 мкОм-см

• Температурний коефіцієнт опору: 0,0004 / °C

• Температура плавлення: 1400 °C

• Специфічна вага: 8,4 г/см³

• Висока стійкість до окислення

Застосування Ніхрому

Ніхром використовується для виготовлення нагрівальних елементів для електричних обігрівачів та пічей. Він придатний для неперервної роботи при температурі до 1200 °C. Коли нагрівальний елемент нагрівається вперше, хром у сплаві реагує з киснем у повітрі і утворює шар оксиду хрому на зовнішній поверхні нагрівального елемента. Цей шар діє як захисний шар і запобігає подальшому окисленню, пошкодженню та вигорянню дроту.

Що таке Кантал?

Кантал - це торгова марка для сімейства сплавів заліза-хрому-алюмінію (FeCrAl). Ці сплави використовуються для широкого спектру застосувань в якості опору та нагрівальних елементів. Типовий склад Канталу:

Властивості Канталу

Кантал має наступні властивості:

• Спеціфічний опір при 20 °C: 145 мкОм-см

• Температурний коефіцієнт опору при 20 °C: 0,000001 / °C

• Температура плавлення: 1500 °C

• Специфічна вага: 7,1 г/см³

• Висока стійкість до окислення

Застосування Канталу

К