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碳质电热材料

碳质电热材料

碳质电热材料的电阻率大，使用温度高。碳质电热材料可制成棒状、管状、粒状、粉状、毡状以及纤维状，还可制成石墨坩埚使用。碳质电热材料常用在中性气氛或真空中，使用 温度在

摘要
碳质电热材料

关键词：碳,电热元件,电阻率,温度,石墨坩埚,膨胀系数,石墨,石墨带,石墨棒,表面负荷,氧化,燃烧,损害,真空,气氛,还原,

碳质电热材料
　　碳质电热材料的电阻率大，使用温度高。碳质电热材料可制成棒状、管状、粒状、粉状、毡状以及纤维状，还可制成石墨坩埚使用。
　　碳质电热材料常用在中性气氛或真空中，使用 温度在1400℃～2500℃之间。石墨的热膨胀系数小、热导率较大、易加工、耐急冷急热性好、价格廉。由聚丙烯腈碳纱经石墨化处理后编制而成的石墨带，性能优于一般碳布，质地柔软、高温性能稳定，常用作真空炉的电热元件。
　　用碳粒作电热材料，一般是将其填充在沟槽内或圆筒中，这时的电阻为碳粒本身的电阻与粒子间的接触电阻之和。它是用不同的粒径、充填密度以及断面积等来调节电阻值的大小。一般碳粒炉由3mm～5mm的碳粒组成，堆积电阻率很大，但随炉内碳粒致密程度的增加而减少。碳粒逐步烧掉，必须及时补充新的碳粒。40～80目石墨粉可用作流动粒子炉的电热材料。
　　石墨电热元件（如石墨棒）是挤压成型，并经高温（2000℃～3000℃)石墨化处理而制成。石墨棒与其他非金属电热元件相比，其电阻率小，热导率高，耐热冲击性好。
　　石墨棒的电阻温度，低温时呈负态特性变化，在500℃左右电阻率最小，以后呈正特性变化，电阻率随着温度升高而增大。在设计电阻炉的变压器时，应注意这个特点。
　　石墨棒的抗折强度与温度的关系：强度随着温度的升高而提高，在2600℃时达到最大值。若温度再进一步提高时，则强度迅速下降。
　　石墨棒的表面负荷当棒体表面温度超过1800℃时，其最大允许表面负荷则迅速下降。
　　石墨棒的化学稳定性很好，不受氟、氯及其氢化物、玻璃熔体、铜、铝、铅等有色金属的腐蚀作用。但在氧、二氧化碳、水蒸气等氧化性气氛中，可发生氧化、燃烧，导致损坏。
　　石墨棒在使用过程中，因C被氧化逐渐消耗，外径逐渐变小，元件的电阻随之增大，电压需相应逐渐提高20%～40%。
　　碳质电热元件因氧化而消耗，以此作为寿命的界限。换言之，根据C+O2→CO2这一反应，电热元件逐渐消耗变细，同时电阻增加，强度降低，寿命逐渐缩短。碳的氧化速度由炉内气氛中氧的分压及炉内温度而定，所以碳质电热元件必须在真空中或中性可控气氛中，或在还原性气氛中使用。

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