Les éléments chauffants sont des composants essentiels dans diverses applications, des appareils ménagers aux fours industriels. Le processus de fabrication varie en fonction du matériau et de l'application spécifique. Voici un aperçu détaillé de la fabrication des différents types d'éléments chauffants.
1. Éléments chauffants en carbure de silicium
Processus de fabrication
Les éléments chauffants en carbure de silicium sont fabriqués en fusionnant des grains de carbure de silicium de haute pureté. Cette opération est réalisée soit par un processus de réaction-liaison, soit par un processus de recristallisation, qui implique des températures supérieures à 2150°C (3900°F).
Forme et application
Ces éléments sont généralement tubulaires ou cylindriques et sont largement utilisés dans l'industrie du traitement thermique où des températures élevées et une puissance maximale sont requises.
2. Éléments chauffants tubulaires
Composition
Les éléments chauffants tubulaires sont constitués d'une fine bobine de fil d'alliage chauffant à résistance en nichrome (NiCr) située à l'intérieur d'un tube métallique, généralement en cuivre ou en alliages d'acier inoxydable tels que l'Incoloy. Le fil est isolé par de la poudre d'oxyde de magnésium.
Étapes de fabrication
Le tube est étiré dans une matrice pour comprimer la poudre, ce qui améliore la transmission de la chaleur. Les extrémités sont scellées avec des matériaux isolants tels que la céramique ou le caoutchouc de silicone pour empêcher la pénétration de l'humidité.
Formes et utilisations
Ces éléments peuvent être des tiges droites ou pliées pour obtenir des formes spécifiques, utilisées dans des appareils tels que les fours grille-pain, les cuisinières électriques, les fours et les cafetières.
3. Éléments chauffants composites et sérigraphiés
Éléments composites
Ces éléments comportent des pistes métal-céramique sérigraphiées déposées sur des plaques métalliques isolées par de la céramique. Ils sont couramment utilisés dans les appareils ménagers tels que les bouilloires.
Avantages
Cette technologie est populaire depuis le milieu des années 1990 en raison de son efficacité et de son adaptation à diverses applications de chauffage dans les appareils ménagers.
4. Éléments chauffants pour les fours à vide
Éléments chauffants métalliques
Il s'agit de métaux précieux tels que le molybdène, le platine et le tungstène, et de métaux généraux tels que les alliages résistants à la chaleur nickel-chrome. Chaque type est choisi en fonction des exigences spécifiques de l'application en matière de haute température.
Éléments chauffants non métalliques
Ils comprennent le graphite et divers composés tels que le carbure de silicium et le siliciure de molybdène. Le graphite est particulièrement apprécié en raison de son excellente usinabilité, de sa résistance aux températures élevées et de sa bonne résistance aux chocs thermiques.
5. Sélection des matériaux et section transversale
Résistance et puissance calorifique
La sélection des éléments chauffants implique de choisir des matériaux et des sections qui offrent la résistance électrique appropriée pour générer la chaleur souhaitée. La résistivité du matériau et la surface de la section sont des facteurs critiques.
Conceptions spécifiques à l'application
Par exemple, dans les fours à vide, les éléments chauffants sont souvent des bandes larges ou des rubans afin de maximiser leur surface physique et radiante, ce qui garantit un transfert de chaleur efficace et une grande longévité.
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