加热元件必须具备几个关键特性才能有效发挥作用,包括高电阻率、高熔点、低温度系数和抗氧化性。加热元件的常用材料包括镍和铬的合金,以及镍、铬和铁的合金。加热元件的选择取决于所需的热输出和具体的使用条件,如温度和环境。
高电阻率:
具有高比电阻率的材料对加热元件至关重要,因为它能以少量材料产生大量热量。这一特性可确保用较短的金属丝产生所需的热量,从而使加热元件高效、紧凑。熔点高:
用于加热元件的材料必须具有高熔点,以承受高温而不熔化。这对于加热元件需要达到并保持高温的应用至关重要,可确保耐用性和安全性。
低温度系数:
低温度系数意味着材料的电阻不会随温度变化而发生显著变化。这一点非常重要,因为如果电阻随温度变化而变化,则启动电流可能过大,从而可能损坏元件或导致安全问题。抗氧化性:
材料必须能够承受高温而不会氧化。氧化会削弱材料的强度,导致频繁更换,既低效又昂贵。镍铬(镍铬)合金等材料的抗氧化性特别好,因此适合高温应用。
材料选择:
加热元件材料的选择取决于应用的具体要求,包括最高温度和元件的工作环境。例如,镍铬合金适用于高达 1,150°C 的温度,而镍铬铁合金则建议用于高达 950°C 的温度。在合金中加入铁可以降低发生氧化的温度,但同时也降低了成本。横截面积:
加热元件材料的横截面积对其性能也有影响。横截面积越大,电阻越小,电流就越大,热量输出就越高。这在需要高热量输出的应用中尤为重要,因为这些应用需要使用较厚的元件。