องค์ประกอบความร้อนทั่วไปและวัสดุที่ใช้ในการสร้างมันคืออะไร?

องค์ประกอบความร้อนและโลหะผสม
องค์ประกอบความร้อนความร้อนโดยการแปลงไฟฟ้าเป็นความร้อนจูลผ่านกระบวนการที่เรียกว่าวัสดุองค์ประกอบความร้อน กระแสไหลผ่านองค์ประกอบความร้อนพบความต้านทานทำให้องค์ประกอบความร้อน

อุปกรณ์ทำความร้อนจำนวนมากใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่อสร้างความร้อน ในอุปกรณ์เหล่านี้องค์ประกอบความร้อนจะใช้ในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อน การทำงานขององค์ประกอบความร้อนขึ้นอยู่กับผลการทำความร้อนของกระแสไฟฟ้า

องค์ประกอบความร้อนส่วนใหญ่ใช้นิกเกิล - สายโครเมียม (NICR) หรือริบบิ้นเป็นวัสดุตัวนำ NICR เป็นวัสดุที่เหมาะเพราะราคาไม่แพงมีความต้านทานไฟฟ้าสูงและไม่สลายตัวหรือออกซิไดซ์ในอากาศภายในช่วงอุณหภูมิการทำงาน

ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานขององค์ประกอบความร้อนขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ คุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับวัสดุองค์ประกอบความร้อน:

1. จุดหลอมเหลวสูง

2. ไม่มีการออกซิเดชั่นในบรรยากาศเปิด

3. ความต้านทานแรงดึงสูง

4. โลหะหรือโลหะผสมที่มีความเหนียวเพียงพอที่จะวาดในรูปแบบลวด

5. ความต้านทานสูง

6. ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำของความต้านทาน

วัสดุต่อไปนี้ใช้ในการผลิตองค์ประกอบความร้อน:

1. นิกเกิล - Chromium (NICR) โลหะผสม

2. เหล็ก - โครเมียม - อลูมิเนียม (fecral) โลหะผสม

3. ทองแดง - นิกเกิล (cuni) อัลลอยด์

4. แพลตตินัม

องค์ประกอบความร้อนเชิงพาณิชย์
องค์ประกอบความร้อนเชิงพาณิชย์มีห้าประเภท:

นิกเกิลเปลือย - สายโครเมียมหรือริบบิ้น: ตรงหรือขดมักพบได้ทั่วไปในเครื่องปิ้งขนมปังและเครื่องเป่าผม

หน้าจอ - แทร็กโลหะ/เซรามิกที่พิมพ์อยู่บนแผ่นเซรามิก - แผ่นโลหะที่หุ้มฉนวน (โดยปกติจะเป็นเหล็ก) องค์ประกอบเหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในกาต้มน้ำและเครื่องใช้ในครัวเรือนอื่น ๆ ตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 1990

Calrod (องค์ประกอบที่ปิดผนึก): ขดลวดที่ดีของนิกเกิล - ลวดโครเมียมที่มีสารยึดเกาะเซรามิกล้อมรอบภายในเปลือกโลหะที่แข็งแรง สิ่งเหล่านี้สามารถตรง (เช่นในเครื่องปิ้งขนมปัง) หรือโค้งเพื่อให้พอดีกับพื้นที่ขนาดเล็ก (เช่นในเตาไฟฟ้าเตาอบและเครื่องชงกาแฟ)

โคมไฟความร้อน: สูง - หลอดไส้หลอดไฟซึ่งโดยทั่วไปจะทำงานด้วยพลังงานน้อยกว่าสูงสุด สิ่งเหล่านี้มักพบได้ในเครื่องทำความร้อนในอวกาศและเครื่องอุ่นอาหารโดยใช้รูปแบบของหลอดยาวหรือหลอดไฟสะท้อน R40 รูปแบบโคมไฟสะท้อนมักจะมีสีแดงเพื่อลดการผลิตแสงที่มองเห็นได้ รูปแบบท่อมีความชัดเจนเสมอ

เครื่องทำความร้อนเซรามิก PTC: วัสดุนี้ได้รับการตั้งชื่อตามค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนเชิงบวกของความต้านทาน เซรามิกส่วนใหญ่มีค่าสัมประสิทธิ์เชิงลบ โลหะส่วนใหญ่มีค่าบวก ในขณะที่โลหะมีความต้านทานมากขึ้นเล็กน้อยที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นเซรามิกเหล่านี้ (โดยทั่วไปคือแบเรียมไททาเนตและคอมโพสิตไททาเนตตะกั่ว) มีการตอบสนองทางความร้อนแบบไม่เชิงเส้นสูงดังนั้นเครื่องทำความร้อน PTC จึงมีความต้านทานสูงกว่าองค์ประกอบ - อุณหภูมิ พฤติกรรมนี้ทำให้วัสดุทำหน้าที่เป็นเทอร์โมสตัทของตัวเองขณะที่กระแสไหลเมื่อมันเย็น แต่ไม่ใช่เมื่อมันร้อน ฟิล์มบาง ๆ ของวัสดุนี้ใช้ในเครื่องทำความร้อนที่ละลายน้ำแข็งหน้าต่างด้านหลังยานยนต์ในขณะที่องค์ประกอบของรังผึ้งถูกใช้ในเครื่องเป่าผมที่มีราคาแพงกว่าและเครื่องทำความร้อนพื้นที่

สูง - องค์ประกอบความร้อนอุณหภูมิ
องค์ประกอบความร้อนสำหรับเตาเผาอุณหภูมิสูง - มักทำจากวัสดุแปลกใหม่รวมถึงแพลตตินัมโมลิบดีนัม disilicide และซิลิกอนคาร์ไบด์ ซิลิกอนคาร์ไบด์จุดระเบิดเป็นเรื่องธรรมดาในเตาอบก๊าซ

สำหรับแอปพลิเคชั่นจำนวนมากองค์ประกอบความร้อนสามารถทำจากลวดหรือแถบของนิกเกิล - โลหะผสมโครเมียมหรือเหล็ก - โครเมียม - อัลลอยอลูมิเนียม สิ่งเหล่านี้สามารถสร้างอุณหภูมิเตาเผาได้สูงถึง 1280 องศา (2336 องศา F) สำหรับอุณหภูมิเตาเผาสูงถึง 1,600 องศา (2912 องศา F) หรืออุณหภูมิที่ต่ำกว่าที่ต้องการอินพุตพลังงานสูงองค์ประกอบความร้อนของซิลิกอนคาร์ไบด์มักเป็นตัวเลือกที่เหมาะ สำหรับอุณหภูมิเตาเผาสูงถึง 1,800 องศา (3272 องศา F) และแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ องค์ประกอบความร้อนของโมลิบดีนัมสามารถให้คำตอบได้

โลหะผสมโลหะในลวด/แถบ/ก้าน: สำหรับอุณหภูมิเตาเผาสูงถึง 1,250 องศานิกเกิล - chromium โลหะผสม (NICR) หรือเหล็ก - โครเมียม - อลูมิเนียมอัลลอยด์มักจะเป็นอุดมคติ

ซิลิคอนคาร์ไบด์: สำหรับอุณหภูมิเตาเผาสูงถึง 1600 องศาส่วนประกอบซิลิกอนคาร์ไบด์มักจะให้ความร้อนอย่างรวดเร็วและอายุการใช้งานที่ยาวนานมาก เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจากส่วนประกอบ SIC แหล่งจ่ายไฟจะต้องได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชัน วิธีการปรับพลังงานบางอย่างมักจะต้องใช้เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่อาจเกิดขึ้นกับส่วนประกอบประเภทนี้

โมลิบดีนัม disilicide: สำหรับอุณหภูมิเตาเผาสูงถึง 1,700 หรือ 1800 องศาองค์ประกอบ molybdenum disilicide ให้แหล่งความร้อนที่เชื่อถือได้ ในบางกรณีกระบวนการทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่ามากอาจพบว่ามีประโยชน์