Isitish elementi materialining xususiyatlari tanlovni bir nechta materiallarga toraytiradi. Eng keng tarqalgan materiallar nikel-xrom, temir-xrom-alyuminiy qotishmasi, molibden silisid va kremniy karbiddir. Ushbu materiallar yuqori haroratli oksidlanishga qarshilik ko'rsatish qobiliyati tufayli yuqori haroratlarda ishlashi mumkin. Boshqa guruh grafit, molibden, volfram va tantaldan iborat. Ushbu materiallar yuqori haroratlarda oksidlanadi va ko'pincha vakuumli muhitda yoki kislorodsiz atmosferaga ega pechlarda qo'llaniladi.
Ni-xrom (Ni-Cr) qotishmasi
Egiluvchanligi, yuqori qarshilik va oksidlanishga chidamliligi tufayli yuqori haroratlarda ham, bu tur eng ko'p ishlatiladigan isitish elementi materiallaridan biridir. Nikel-xrom qotishmalarining eng keng tarqalgan tarkibi 80/20 yoki 80 foiz nikel, 20 foiz xromdir. Boshqa kompozitsiyalar ishlab chiqaruvchiga bog'liq. Yuqori egiluvchanligi tufayli u ko'pincha isitish elementi sifatida foydalanilganda simga tortiladi. Ushbu xususiyatni ko'rsatadigan keng tarqalgan dastur issiq simli ko'pikli to'sarlardir. Nikel-xrom simining maksimal isitish harorati taxminan 1100 dan 1200 darajagacha.
Temir-xrom-alyuminiy (Fe-Cr-Al) qotishmasi
Ushbu turdagi ferritli temir-xrom-alyuminiy qotishmasining kimyoviy tarkibi odatda 20-24 foiz xrom, 4-6 foiz alyuminiy va chekka temirdan iborat. Nikel-xrom bilan taqqoslaganda, temir-xrom-alyuminiy isitgichlar moslashuvchan va og'irligi past. Ular, shuningdek, 1300 dan 1400 darajagacha bo'lgan nikel-xromli simga qaraganda yuqori haroratlarni ishlab chiqarishi mumkin. Temirga asoslangan metall tufayli, bu qotishma narxi asosan nikeldan tashkil topgan Ni-Cr dan kamroq o'zgaradi. Temir-xrom-alyuminiy qotishmalaridan foydalanishning kamchiligi shundaki, ular yuqori haroratlarda kuchini pasaytiradi.
Temir-xrom-alyuminiy qotishmalarini chang metallurgiyasi deb ataladigan jarayon orqali yaxshiroq qilish mumkin. Bu jarayonda qotishma ingotlar kukunga aylanadi va qoliplarga siqiladi. Keyin kukunli metallni to'liq eritmasdan metallurgiya bog'lanish hosil qilish uchun harorat bilan boshqariladigan atmosferada sinterlanadi yoki issiq presslanadi (issiq izostatik presslash). Materialning mexanik xususiyatlarini yaxshilash uchun qotishma aralashmasiga dispersiyalar qo'shiladi va shu bilan yuqori haroratlarda qo'shimcha kuch va mustahkamlik beradi.
Molibden disilitsidi (MoSi2)
Molibden disilitsid - bu asosan isitish elementi materiali sifatida ishlatiladigan refrakter sermet (keramika-metall kompozitsion). Yuqori erish nuqtasi va yaxshi korroziyaga chidamliligi tufayli bu yuqori haroratli pechlar uchun ideal materialdir. Molibden silisidli isitish elementlari mexanik qotishma, yonish sintezi, zarba sintezi va issiq izostatik presslash kabi turli xil energiya talab qiladigan jarayonlar orqali ishlab chiqariladi.
MoSi₂ isitgichlari 1900 darajagacha isitish haroratiga erishishi mumkin. Molibden silisiddan foydalanishning kamchiliklari uning past pishiqligi va atrof-muhit sharoitida yuqori haroratli siqilishdir. Xona haroratida mo'rt bo'lib, juda ehtiyotkorlik bilan ishlov berish kerak. Yuqori pishiqlikka 1,000 daraja atrofida mo‘rt-qattiq o‘tish haroratida erishiladi. Boshqa tomondan, yuqori surilish tezligi isitish elementining yuqori haroratlarda osongina deformatsiyalanishiga olib keladi. MoSi2 elementining eng keng tarqalgan turi bu 2-tutqichli soch turmagi boʻlib, u odatda oʻchoq tomidan osilib, oʻchoq devori atrofida joylashgan. Boshqa shakllar ko'pincha integratsiyalashgan paket sifatida mexanik qo'llab-quvvatlash va issiqlik izolatsiyasini ta'minlash uchun keramik izolyatsiyalash kalıpları bilan birgalikda ishlatiladi.
Silikon karbid (SiC)
Bu 2100 darajadan yuqori haroratlarda SiC donalarining qayta kristallanishi yoki reaksiya kombinatsiyasi natijasida ishlab chiqarilgan keramika. Kremniy karbidli isitish elementlari g'ovakli (odatda 8-25 foiz), bunda o'choq ichidagi atmosfera materialning ko'ndalang kesimi orqali reaksiyaga kirishishi mumkin. Butun isitish elementi asta-sekin oksidlanishi mumkin, bu vaqt o'tishi bilan elementning qarshilik xususiyatlarining oshishiga olib keladi (ko'pincha "qarilik" deb ataladi) Elementning ishlash muddati davomida elementning kuchlanishini oshirish uchun ko'pincha o'zgaruvchan kuchlanish manbai talab qilinadi. elementning kerakli quvvat chiqishini bosqichma-bosqich saqlab turish. Bu qarish oxir-oqibat isitish elementining ishlash muddatini va ish faoliyatini cheklaydi.
Silikon karbid juda yuqori ish haroratiga mos keladigan isitish elementlarini ishlab chiqarish uchun mos keladigan ko'plab xususiyatlarga ega. Bu keramika suyuq fazaga ega emas. Bu shuni anglatadiki, elementlar har qanday haroratda emirilish tufayli cho'kmaydi yoki deformatsiyalanmaydi va o'choq ichida hech qanday yordam talab qilinmaydi. Silikon karbid to'g'ridan-to'g'ri taxminan 2700 daraja haroratda sublimatsiya qilinadi. Bundan tashqari, u ko'pgina texnologik suyuqliklarga kimyoviy jihatdan inertdir va yuqori qattiqlik va past issiqlik kengayish koeffitsientiga ega. Silikon karbidli isitgichlar taxminan 1600 dan 1700 daraja isitish haroratiga erishishi mumkin.
grafit
Grafit - ugleroddan tashkil topgan mineral bo'lib, unda atomlar olti burchakli tuzilishda joylashgan. Ushbu mineral, shuningdek, sintetik shaklda, issiqlik va elektrni yaxshi o'tkazuvchidir. Grafit 2,000 darajadan yuqori haroratlarda issiqlik hosil qilishi mumkin. Yuqori haroratlarda uning qarshiligi sezilarli darajada oshadi. Bundan tashqari, u termal zarbaga bardosh bera oladi va tez isitish va sovutish davrlaridan keyin ham mo'rt bo'lmaydi. Grafitdan foydalanishning asosiy kamchiligi shundaki, u 500 daraja atrofidagi haroratlarda osongina oksidlanadi. Ushbu diapazonda foydalanishni davom ettirish, oxir-oqibat, moddiy iste'molga olib keladi. Grafitli isitish elementlari ko'pincha kislorod va boshqa gazlar isitish kamerasidan chiqariladigan vakuumli pechlarda qo'llaniladi. Kislorod etishmasligi nafaqat eritilgan metallni, balki isitish elementining o'zini ham oksidlanishiga to'sqinlik qiladi. Grafit plyonkani yopish uchun ishlatilishi mumkin, uglerod kristalli elektr isitish plyonkasi, grafenli elektr isitish plyonkasi va boshqa plyonkali isitgich mahsulotlari.
