Chất liệu phần tử sưởi ấm: Loại hình Tính chất và Ứng dụng

Một bộ phận sưởi ấm là thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt thông qua quá trình sưởi ấm Joule. Khi một dòng điện đi qua một độ kháng, nó tạo ra nhiệt. Bộ phận sưởi ấm được sử dụng trong nhiều thiết bị sưởi ấm hoặc đồ dùng, như lò điện, lò nướng điện, máy sưởi điện, v.v.

Hiệu suất và tuổi thọ của bộ phận sưởi ấm phụ thuộc vào các đặc tính của vật liệu được sử dụng cho nó. Vật liệu nên có các đặc điểm sau:

• Điểm nóng chảy cao

• Độ dẫn điện cao

• Hệ số nhiệt độ thấp của độ kháng

• Độ bền kéo cao

• Độ dẻo đủ để tạo thành dây

• Độ chống oxy hóa cao trong không khí mở

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về bốn loại vật liệu phổ biến được sử dụng để sản xuất bộ phận sưởi ấm: Nichrome, Kanthal, Cupronickel, và Platinum. Chúng ta cũng sẽ so sánh thành phần, đặc tính, và ứng dụng của chúng.

Nichrome là gì?

Nichrome là hợp kim của nickel và crôm với một lượng nhỏ sắt, mangan, và silic. Đây là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất cho dây sưởi ấm. Thành phần typic của Nichrome là:

Tính chất của Nichrome

Nichrome có các tính chất sau:

• Độ dẫn điện: 40 µΩ-cm

• Hệ số nhiệt độ của điện trở: 0,0004 / °C

• Điểm nóng chảy: 1400 °C

• Trọng lượng riêng: 8,4 g/cm³

• Khả năng chống oxy hóa cao

Ứng dụng của Nichrome

Nichrome được sử dụng để làm các phần tử sưởi ấm cho các thiết bị sưởi ấm và lò nung điện. Nó phù hợp cho hoạt động liên tục ở nhiệt độ lên đến 1200 °C. Khi phần tử sưởi ấm được làm nóng lần đầu tiên, crôm trong hợp kim phản ứng với oxi trong không khí và tạo thành một lớp oxit crôm trên bề mặt ngoài của phần tử sưởi ấm. Lớp này hoạt động như một lớp bảo vệ và ngăn chặn sự oxy hóa, vỡ và cháy của dây.

Kanthal là gì?

Kanthal là tên thương hiệu cho một gia đình các hợp kim sắt-chromium-nhôm (FeCrAl). Các hợp kim này được sử dụng cho nhiều ứng dụng kháng cự và sưởi ấm khác nhau. Thành phần điển hình của Kanthal là:

Thuộc tính của Kanthal

Kanthal có các thuộc tính sau:

• Độ dẫn điện tại 20 °C: 145 µΩ-cm

• Hệ số nhiệt độ của điện trở tại 20 °C: 0,000001 / °C

• Điểm nóng chảy: 1500 °C

• Trọng lượng riêng: 7,1 g/cm³

• Kháng oxy hóa cao

Ứng dụng của Kanthal

Kanthal được sử dụng để làm các phần tử đốt nóng cho lò điện và lò nung. Nó phù hợp cho hoạt động liên tục ở nhiệt độ lên đến 1400 °C. Khi phần tử đốt nóng được gia nhiệt lần đầu tiên, nhôm trong hợp kim phản ứng với oxy trong không khí và tạo thành một lớp ôxít nhôm trên phần tử đốt nóng. Lớp này là chất cách điện điện nhưng có khả năng dẫn nhiệt tốt. Lớp cách điện điện này giúp phần tử đốt nóng chống sốc. Kanthal rất phù hợp để làm phần tử đốt nóng cho lò điện dùng để xử lý nhiệt trong các ngành công nghiệp gốm, thép, thủy tinh và điện tử.

Cupronickel là gì?

Cupronickel là hợp kim của đồng và niken, với một lượng nhỏ sắt và mangan làm yếu tố tăng cường. Nó cũng được gọi là đồng-niken hoặc CuNi. Nó được sử dụng cho các ứng dụng đốt nóng ở nhiệt độ thấp. Thành phần điển hình của Cupronickel là:

Thuộc tính của Cupronickel

Cupronickel có các thuộc tính sau:

• Độ dẫn điện ở 20 °C: 50 µΩ-cm

• Hệ số nhiệt độ của điện trở từ 20-500 °C: 0.00006 / °C

• Điểm nóng chảy: 1280 °C

• Trọng lượng riêng: 8.86 g/cm³

• Khả năng chống oxi hóa cao

Ứng dụng của Cupronickel

Cupronickel được sử dụng để làm các phần tử đốt nóng cho lò sưởi điện và lò nung, đặc biệt là cho các ứng dụng ở nhiệt độ thấp. Nó cũng được sử dụng để làm tiền xu do khả năng chống ăn mòn và vẻ ngoài giống bạc.

Platinum là gì?

Platinum là một nguyên tố hóa học với ký hiệu Pt và số nguyên tử 78. Đây là một kim loại quý có khả năng chống ăn mòn đáng kinh ngạc, thậm chí ở nhiệt độ cao. Nó cũng rất dẻo, dễ uốn, cơ học mạnh mẽ và ổn định.

Thuộc tính của Platinum

Platinum có các thuộc tính sau:

• Độ dẫn điện ở 20 °C: 10.50 µΩ-cm

• Hệ số nhiệt độ của điện trở ở 20 °C: 0.00393 / °C

• Điểm nóng chảy: 1768.3 °C

• Trọng lượng riêng: 21.45 g/cm³

• Khả năng chống oxi hóa cao

• Độ dẻo cao

• Có độ dẻo rất cao

• Cường độ cơ học tốt

• Ổn định tốt với nhiệt độ và ứng suất cơ học

Ứng dụng của Bạch kim

Bạch kim là một vật liệu tuyệt vời có độ kháng điện cao và điểm nóng chảy cao. Nó rất phù hợp cho các phần tử gia nhiệt điện, rheostats, và đồng hồ nhiệt độ điện trở. Tuy nhiên, do chi phí rất cao, việc sử dụng nó trong kỹ thuật điện bị hạn chế chỉ ở lò nung phòng thí nghiệm với nhiệt độ làm việc lên đến 1300 °C, rheostats, và đồng hồ nhiệt độ điện trở.

Bạch kim cũng là một kim loại quý được sử dụng phổ biến để làm trang sức.

Trong y học, bạch kim được sử dụng trong hóa trị liệu để điều trị một số loại ung thư.

Kết luận

Trong bài viết này, chúng tôi đã thảo luận về bốn loại vật liệu thông thường được sử dụng để sản xuất phần tử gia nhiệt: Nichrome, Kanthal, Cupronickel, và Bạch kim. Chúng tôi đã so sánh thành phần, tính chất và ứng dụng của chúng.

Chúng ta đã biết rằng:

• Nichrome là hợp kim của nickel và crôm có độ chống oxy hóa cao và có thể hoạt động lên đến 1200 °C.

• Kanthal là hợp kim của sắt-chromium-aluminum có độ chống oxy hóa cao và có thể hoạt động lên đến 1400 °C.

• Cupronickel là hợp kim của đồng và nickel có độ chống oxy hóa cao và có thể hoạt động lên đến 600 °C.

• Bạch kim là một kim loại quý có độ kháng điện cao và điểm nóng chảy cao nhưng giá thành rất cao.

Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.