淺析高溫電熱材料（Ⅰ）

時(shí)間：2020-01-05作者：淮安市磐巖新能源科技有限公司瀏覽：198

磐巖（）的小編今天介紹高溫電熱材料的發(fā)展。
 
隨著航空航天、電子電工、冶金化工、交通、汽車(chē)、**等行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)材料的熱加工成形及熱處理?xiàng)l件要求越來(lái)越嚴(yán)格。因此，加熱方式和新型加熱材料的開(kāi)發(fā)研究已經(jīng)成為材料科學(xué)和能源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，常用的加熱方式主要以煤、石油、天然氣、煤氣和電作為能源，電加熱因易于控制和調(diào)節(jié)且不污染環(huán)境，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。通常的電熱轉(zhuǎn)換方式主要有感應(yīng)式、電阻式、微波和電弧等加熱方法，其中以電阻加熱元件作為電熱轉(zhuǎn)換的電阻式加熱方式較為簡(jiǎn)便和應(yīng)用廣泛。常見(jiàn)的電熱材料包括金屬電熱材料和非金屬電熱材料兩類(lèi)。非金屬電熱材料主要有碳化硅、硅化鉬、氧化鋯復(fù)合材料等。具有耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、電熱轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，正在逐步取代金屬電熱材料。
 
·電熱體材料的研究現(xiàn)狀
電熱材料是用于制造各種電阻加熱設(shè)備中的發(fā)熱元件。普通的電熱材料可分為金屬電熱材料和非金屬電熱材料。金屬類(lèi)電熱材料主要包括貴金屬(Pt)、高溫熔點(diǎn)金屬(W、Mo、Ta、Nb)及其合金、鎳基合金和鐵鋁系合金(見(jiàn)表1)。其中，應(yīng)用較廣泛的金屬電熱材料主要是鎳鉻合金和鐵鋁系合金。非金屬電熱材料主要有碳化硅、鉻酸鑭、氧化鋯、二硅化鉬等。其中，MoSi2以其較高的熔點(diǎn)、較好的高溫抗氧化性、優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和適中的密度而成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，被認(rèn)為是目前較有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。

 

如表1所示，金屬電熱材料的主要缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，使用條件苛刻，其中，難熔金屬電熱材料必須在真空或保護(hù)氣氛中使用。鐵鋁系合金與鎳鉻合金相比，使用溫度較高，電阻率較大，電阻溫度系數(shù)也小些，且價(jià)格便宜，但高溫強(qiáng)度較低，電阻溫度系數(shù)也小些，且價(jià)格便宜，但高溫強(qiáng)度低，使用過(guò)后冷態(tài)脆性較大。劉祥榮等的高溫氧化試驗(yàn)表明，含碳量較低的鐵鋁系合金呈完全抗氧化性，B元素能夠改善晶界脆性，Zr使晶界固溶強(qiáng)化，提高了材料的沖擊韌度和抗拉強(qiáng)度。鎳鉻合金由于價(jià)格較高，一般情況下多使用鐵鋁系合金。金屬類(lèi)電熱材料通常被加工成線(xiàn)材螺旋形或波形結(jié)構(gòu)，通電時(shí)容易產(chǎn)生感抗效應(yīng)造成能量損耗。非金屬電熱材料與金屬電熱材料相比具有耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、電熱轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論是高溫加熱領(lǐng)域還是中低溫加熱領(lǐng)域，非金屬電熱材料正在逐步取代金屬電熱材料。以下主要介紹幾種較常用的非金屬高溫電熱材料。


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