Les éléments chauffants peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux, notamment des métaux, du graphite et du carbure de silicium. Le choix du matériau dépend des exigences spécifiques de l'application, telles que la résistance à la température, la résistance à l'oxydation et les propriétés électriques. Les matériaux couramment utilisés pour les éléments chauffants sont l'acier inoxydable, les alliages de nickel et de chrome, le graphite, le molybdène, le tungstène et les alliages de fer et d'aluminium chromé. Chaque matériau présente ses propres avantages et limites, et le choix est crucial pour la longévité, la fiabilité et l'efficacité de l'élément chauffant.
Métaux :
- Acier inoxydable et alliages nickel-chrome : Ils sont généralement utilisés pour des applications à basse température telles que le brasage de l'aluminium. Ils conviennent aux environnements présentant des pressions partielles plus élevées. Les alliages nickel-chrome, tels que le Nichrome, sont particulièrement connus pour leur grande résistivité, leur point de fusion élevé et leur bonne résistance à l'oxydation jusqu'à 1 150 °C. Ils sont solides et peuvent résister à des conditions sévères. Ils sont solides et peuvent résister à des conditions sévères.
- Alliages fer-chrome-aluminium : Ces alliages sont utilisés dans les fours industriels et peuvent résister à des températures allant jusqu'à 1350°C. Ils sont connus pour leur résistance aux températures élevées et sont souvent utilisés dans des formes cylindriques, semi-circulaires ou en panneaux plats.
Graphite :
- Le graphite est utilisé dans les processus à haute température tels que le durcissement et le frittage. C'est un matériau sensible à l'oxygène et il doit être protégé de l'oxygène pour éviter l'oxydation, qui peut dégrader ses performances.
Carbure de silicium :
- Le carbure de silicium est un matériau semi-métallique souvent qualifié de céramique. Il convient aux applications à haute température et présente une bonne résistance à l'oxydation.
Autres matériaux pour hautes températures :
- Le molybdène et le tungstène : Ces matériaux sont utilisés dans les processus à haute température en raison de leur capacité à résister à des températures extrêmes. Cependant, ils sont également sensibles à l'oxygène et doivent être protégés de l'oxydation.
Lors de la sélection d'un matériau pour élément chauffant, il est important de tenir compte de la résistance électrique nécessaire pour générer la chaleur souhaitée, de la résistivité du matériau et de la surface de sa section transversale. Plus la section est grande, plus la résistance est faible, ce qui permet de faire circuler plus de courant électrique pour des applications à plus forte puissance calorifique. Pour les fours à vide, les éléments chauffants sont généralement des bandes larges et en forme de ruban afin de maximiser leur surface physique et radiante.
En résumé, le choix du matériau de l'élément chauffant est crucial pour les performances du système de chauffage. Il doit présenter une résistivité élevée, un point de fusion élevé, un faible coefficient de température et une résistance à l'oxydation. Les choix les plus courants sont l'acier inoxydable, les alliages nickel-chrome, les alliages fer-chrome d'aluminium, le graphite et le carbure de silicium, chacun ayant des propriétés spécifiques adaptées à différentes plages de température et à différentes applications.
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