Hvad er de almindelige varmeelementer og de materialer, der bruges til at fremstille dem?

Opvarmningselementer og legeringer
Opvarmningselementer Opvarm ved at omdanne elektricitet til joulevarme gennem en proces kaldet varmeelementmateriale. Nuværende strømning gennem opvarmningselementet møder modstand, hvilket får elementet til at varme.

Mange varmeapparater bruger elektrisk energi til at generere varme. I disse enheder bruges opvarmningselementer til at omdanne elektrisk energi til varme. Driften af ​​et varmeelement er baseret på opvarmningseffekten af ​​elektrisk strøm.

De fleste varmeelementer bruger nikkel - chrom (NICR) ledning eller bånd som ledermateriale. NICR er et ideelt materiale, fordi det er billigt, har høj elektrisk modstand og nedbrydes ikke eller oxideres i luft inden for dets driftstemperaturområde.

Ydelsen og levetiden for et varmeelement afhænger af egenskaberne for det anvendte materiale. Nødvendige egenskaber til varmeelementmaterialer:

1. højt smeltepunkt

2. Ingen oxidation i den åbne atmosfære

3. høj trækstyrke

4. metal eller legering med tilstrækkelig duktilitet til at blive tegnet i trådform

5. Høj modstand

6. Lav temperaturskoefficient for modstand

Følgende materialer bruges til at fremstille varmeelementer:

1. nikkel - chrom (NICR) legering

2. Iron - Chromium - aluminium (fecral) legering

3. kobber - nikkel (cuni) legering

4. platin

Kommercielle opvarmningselementer
Der er fem typer kommercielle varmeelementer:

Bare nikkel - kromtråd eller bånd: lige eller opviklet, ofte findes i brødristere og hårtørrere.

Skærm - Trykt metal/keramiske spor deponeret på en keramik - isoleret metal (normalt stål) plade. Disse elementer er blevet vidt brugt i kedler og andre husholdningsapparater siden midten af ​​1990'erne.

Calrod (forseglet element): En fin spole af nikkel - kromtråd med et keramisk bindemiddel, lukket i en robust metalskal. Disse kan være lige (som i brødristere) eller buede til at passe til mindre rum (såsom i elektriske komfurer, ovne og kaffemaskiner).

Varmelamper: Høj - Strømtrækslamper, der typisk betjenes med mindre end maksimal effekt, stråler primært infrarød stråling snarere end synligt lys. Disse findes ofte i strålende rumvarmere og madvarmere, der tager form af lange rør eller R40 -reflektorlamper. Reflektorlampe -stilarter er ofte tonet rød for at minimere synlig lysproduktion; Rørformede former er altid klare.

PTC keramiske varmeapparater: Dette materiale er opkaldt efter dets positive termiske resistivitetskoefficient. De fleste keramik har en negativ koefficient; De fleste metaller har en positiv. Mens metaller bliver lidt mere modstandsdygtige ved højere temperaturer, har disse keramik (typisk bariumtitanat og bly -titanatkompositter) en meget ikke -lineær termisk respons, så PTC -varmeapparater bliver meget modstandsdygtige over en sammensætning - afhængig tærskelsetemperatur. Denne opførsel får materialet til at fungere som sin egen termostat, som nuværende flyder, når det er koldt, men ikke når det er varmt. Tynde film af dette materiale bruges i bilindustrien bagvinduesfrimende varmeapparater, mens honningkage -elementer bruges i dyrere hårtørrere og rumvarmere.

Høj - temperaturopvarmningselementer
Opvarmningselementer til høje - temperaturovne er ofte lavet af eksotiske materialer, herunder platin, molybdæn -disilicid og siliciumcarbid. Siliciumcarbidnguler er almindelige i gasovne.

For mange anvendelser kan der fremstilles opvarmningselementer fra tråd eller strimmel af nikkel - kromlegeringer eller jern - chrom - aluminiumslegeringer. Disse kan producere ovntemperaturer op til 1280 grader (2336 grader F). For ovnstemperaturer op til 1600 grader (2912 grader F) eller lavere temperaturer, der kræver input med høj effekt, er siliciumcarbidopvarmningselementer ofte det ideelle valg. For ovnstemperaturer op til 1800 grader (3272 grader F) og nogle andre anvendelser, kan molybdæn -disilicidopvarmningselementer give svaret.

Metallegeringer i tråd/strip/stang: Til ovnstemperaturer op til 1250 grader er nikkel - kromlegeringer (NICR) eller jern - krom - aluminiumlegeringer er ofte det ideelle, lave - omkostningsopløsning.

Siliciumcarbid: Til ovnstemperaturer op til 1600 grad tilbyder siliciumcarbidkomponenter typisk hurtig opvarmning og meget lang levetid. For at opnå optimal ydelse fra SIC -komponenter skal strømforsyningen være passende designet til applikationen. Nogle effektjusteringsmetoder er ofte påkrævet for at imødekomme de modstandsvariationer, der kan forekomme med denne type komponent.

Molybdæn -disilicid: For ovnstemperaturer op til 1700 eller 1800 grad giver molybdæn -disilicidelementer en pålidelig varmekilde. I nogle tilfælde kan processer, der opererer ved meget lavere temperaturer, finde dem fordelagtige.