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箱式气氛炉加热元件的选择

一、硅碳棒：

1、化学组成：硅碳棒是碳化硅高温再结晶制品，是一种非金属高温电热元件。

硅碳棒发热部主要化学成分

成份	SiC	Fe₂O₃	Al₂O₃	Si+SiO₂	C
含量(%)	≥98.5	≤0.5	≤0.2	≤0.4	≤0.3

2、老化特性：随着使用时间的增加，硅碳棒的电阻值逐渐增长，这种现象称为硅碳棒的“正常老化”。在配备调压器的情况下，硅碳棒的电阻值增加到原来电阻值的四倍，即认为硅碳棒的使用寿命终止。碳化硅电热元件的使用寿命除了受电热元件的内在质量的差异影响外，还受电热元件的使用温度、发热部表面负荷密度、表面涂层、供电方式(间断和连续使用)、控制方式(有无调压、调功装置)、接线方式(串联、并联等)及炉内气氛等因素的影响。

3、炉内气氛对硅碳棒的影响：

(1)干燥空气的影响：硅碳棒能在高温(1600℃)、干燥的空气中长期使用，电阻缓慢增加。氧气(O₂)与SiC在高温时发生反应，生成二氧化硅(SiO₂)。由于硅碳棒表面形成了一层SiO₂保护膜，因此硅碳棒具有很强的抗氧化性。

(2)水蒸气的影响：水蒸气(H₂O)在1100℃时与SiC发生强烈化学反应，生成Si、SiO₂和C。硅碳棒表面出现裂纹，电阻增长速度很快。

(3)氮气(N₂)的影响：当硅碳棒表面温度达到1400℃时，N₂就与SiC发生反应，生成氮化硅，使硅碳棒的电阻值显著增长。

(4)氢气(H₂)的影响：在1250℃时，H₂与SiC发生反应，生成甲烷(CH₄),破坏SiC发热体。

(5)氨气(NH₃)的影响：NH₃在高温时可分解成成N₂和H2。故使用温度应控制在1250℃以下。

(6)二氧化硫(SO₂)的影响：SO₂在1300℃与SiC反应，故使用温度应控制在1300℃以下。

(7)氯气(Cl₂)的影响：Cl₂在600℃时就会与SiC发生反应，在1200℃时，Cl₂会把硅碳棒完全分解。

4、 SiC与盐酸(HCL)、硫酸(H₂SO₄)在高温时不发生化学反应。浓磷酸(H₃PO₄)在250℃时与SiC发生反应，生成氧气(O₂)、甲烷(CH₄)、二氧化碳(CO₂)和二氧化硅(SiO₂)。浓硝酸(HNO3)与氢氟酸(HF)的混合物在常温下能溶解SiC。

二、硅钼棒：

物理性质

元件在高温状态下既硬又脆，抗折强度较低。当元件在高于1350℃时会塑性变软，故在高温状态下元件可弯曲成希望的形状。

密度	抗折强度	维氏硬度（20℃）	气孔率	吸水率	热伸长度
5.6g/ cm³	≥1.5Kg/cm²	1200Kg/cm²	7.4%	1.2%	4-5%

化学性质

元件在氧化气氛下加热到高温，表面生成致密的二氧化硅保护层，保护其不再继续氧化。元件不宜在400-700℃范围内长期使用，因为在此条件下元件将会发生低温氧化，致使元件毁坏。

元件在不同气氛下的*高使用温度

炉内气氛	元件*高使用温度
NO₂、CO₂、O₂、空气	1800℃
He、Ar、Ne	1750℃
SO₂	1700℃
CO、N₂	1600℃
湿H₂	1500℃
干H₂	1450℃

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