Os elementos de aquecimento podem ser fabricados a partir de uma variedade de materiais, incluindo metais, grafite e carboneto de silício.
A escolha do material depende dos requisitos específicos da aplicação, como a resistência à temperatura, a resistência à oxidação e as propriedades eléctricas.
Os materiais comuns para elementos de aquecimento incluem aço inoxidável, ligas de níquel-crómio, grafite, molibdénio, tungsténio e ligas de ferro-crómio-alumínio.
Cada material tem as suas próprias vantagens e limitações, e a seleção é crítica para a longevidade, fiabilidade e eficiência do elemento de aquecimento.
5 opções principais exploradas
1. Metais
Aço inoxidável e ligas de níquel-crómio
São normalmente utilizados para aplicações a temperaturas mais baixas, como a brasagem de alumínio.
São adequados para ambientes com pressões parciais mais elevadas.
As ligas de níquel-crómio, como o nicrómio, são particularmente conhecidas pela sua elevada resistividade, elevado ponto de fusão e boa resistência à oxidação até 1.150°C.
São fortes e podem resistir a condições severas.
Ligas de alumínio ferro-crómio
Estas ligas são utilizadas em fornos industriais e podem suportar temperaturas até 1.350°C.
São conhecidas pela sua resistência a altas temperaturas e são frequentemente utilizadas em formas cilíndricas, semi-circulares ou em painéis planos.
2. Grafite
A grafite é utilizada em processos de alta temperatura, como o endurecimento e a sinterização.
É um material sensível ao oxigénio e deve ser protegido do oxigénio para evitar a oxidação, que pode degradar o seu desempenho.
3. Carboneto de silício
O carboneto de silício é um material semi-metálico frequentemente caracterizado como uma cerâmica.
É adequado para aplicações a alta temperatura e tem boa resistência à oxidação.
4. Outros materiais para altas temperaturas
Molibdénio e tungsténio
Estes materiais são utilizados em processos de alta temperatura devido à sua capacidade de resistir a temperaturas extremas.
No entanto, são também sensíveis ao oxigénio e requerem proteção contra a oxidação.
5. Considerações sobre a seleção
Ao selecionar um material de elemento de aquecimento, é importante considerar a resistência eléctrica necessária para gerar a saída de calor desejada, a resistividade do material e a sua área de secção transversal.
Quanto maior for a secção transversal, menor será a resistência, o que permite a passagem de mais corrente eléctrica para aplicações de maior produção de calor.
Para fornos de vácuo, os elementos de aquecimento são normalmente tiras largas e em forma de fita para maximizar as suas áreas de superfície física e radiante.
Em resumo, a escolha do material do elemento de aquecimento é crucial para o desempenho do sistema de aquecimento.
Deve ter uma elevada resistividade, um elevado ponto de fusão, um baixo coeficiente de temperatura e resistência à oxidação.
As escolhas comuns incluem aço inoxidável, ligas de níquel-crómio, ligas de ferro-crómio-alumínio, grafite e carboneto de silício, cada um com propriedades específicas adequadas a diferentes gamas de temperatura e aplicações.
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