Les fours à haute température utilisent divers matériaux pour leurs éléments chauffants, qui sont essentiels pour convertir l'électricité en chaleur. Le choix du matériau dépend des exigences spécifiques du four, telles que la plage de température et l'environnement dans lequel le four fonctionne. Les matériaux couramment utilisés sont les alliages fer-chrome-aluminium et nickel-chrome, qui sont généralement façonnés en panneaux cylindriques, semi-circulaires ou plats.
Pour les applications à plus haute température, comme celles qui atteignent entre 1400°C et 1800°C, des matériaux plus spécialisés sont utilisés. Il s'agit notamment de métaux précieux comme le molybdène, le tungstène et le tantale, qui conviennent aux fours sous vide à haute température ou aux fours fonctionnant sous gaz protecteur. Le molybdène est connu pour son point de fusion élevé et sa fragilité, tandis que le tungstène se caractérise par sa grande dureté et sa résistance à la chaleur, bien qu'il soit difficile à traiter et coûteux. Le tantale offre également des capacités à haute température, mais présente des difficultés similaires en termes de coût et de traitement.
Les matériaux non métalliques tels que le graphite, le carbure de silicium et le disiliciure de molybdène sont également utilisés dans les fours à haute température. Le graphite, en particulier, est apprécié pour ses propriétés uniques et est utilisé dans presque tous les types de fours de traitement thermique sous vide. Le carbure de silicium et le disiliciure de molybdène peuvent résister à des températures allant jusqu'à 1700°C et 1800°C, respectivement, et sont utilisés dans des environnements aériens.
Pour les applications à plus haute température, telles que celles nécessitant des températures allant jusqu'à 3 000 °C, des matériaux tels que le tungstène sont essentiels. Le tungstène peut fonctionner à des températures allant jusqu'à 2800°C (5075°F), bien que dans la pratique, cette température soit souvent réduite en raison de considérations pratiques et de la sensibilité du matériau aux conditions environnementales telles que l'oxygène et la vapeur d'eau. La résistance du tungstène à la corrosion est également un facteur de sélection, en particulier à des niveaux d'humidité relative plus faibles.
En résumé, la sélection des matériaux des éléments chauffants pour les fours à haute température est une décision critique qui a un impact sur les performances du four et la qualité des processus qu'il supporte. Le choix va des alliages courants comme le fer-chrome, l'aluminium et le nickel-chrome à des matériaux plus spécialisés comme le molybdène, le tungstène, le tantale et des options non métalliques comme le graphite et le carbure de silicium, chacun étant adapté à des plages de température et à des environnements opérationnels spécifiques.
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