真空炉使用时,加热元件怎么选

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使用真空炉进行工作的时候,最主要的就是为了加热,在加热过程中要求加热速率快,选用的加热材料一定要保证热导率好,并且在高温下不能产生变形和大量的热损失。在使用过程中还要保证在一段时间内性能要稳定,在选取加热元件时也要根据自己所需处理产品的化学性能,以免加热元件的材质影响到工件的质量。因此要合理地选取加热元件。

隔热屏是真空炉加热室的主要组成部分,其主要作用是隔热、保温及减少热损失,同时也是固定加热器的结构基础。因此,隔热屏结构形式及材料的选择,对真空炉的功率及性能(如真空度、放气率等)有很大的影响。

01真空炉隔热屏的选材

常用的加热元件主要分为两大类:金属型和非金属型。

金属型可以分为纯金属和合金型。纯金属材料主要有:钨、钼、铌等,用于高温真空炉,由于电阻温度系数大必须配备调压器以恒定功率;合金材料主要有镍铬、铁铬铝两种,用于中低温真空炉,镍铬合金和铁铬铝合金在真空中只能用于较低温度和中度真空范围;钼、钽、钨在真空中加热容易挥发,相应的使用温度降低。

钨和钼是稀有金属,在地壳中的含量很低。许多优越的性能使其应用范围越来越广。金属钨和金属钼具有熔点高、比重大、高强度、高硬度、导电和导热性能良好和耐腐蚀性强等一系列优异的综合性能,是理想的高温高强度结构材料。

钨和钼是钢和有色金属的重要添加元素,钨钢和钼钢在常温和高温下都具有相当高的强度,硬度和抗蚀能力以及较长的使用寿命。有色金属合金中添加钨和钼,也能提高合金的强度,耐磨性和抗腐蚀能力。

02真空炉用钨钼隔热屏优势

真空炉的侧屏和上下盖屏除了可以用钼来制作外,也可以用钨来生产。相对于其他材料制造的隔热元件来说,使用钨钼材料生产的元件防热效果更好,能更有效地阻隔热量对流。

钨作为熔点最高的难熔金属,其最重要的优点是有良好的高温强度,硬度大、热膨胀系数低、耐热性能好、耐腐蚀性能佳,对熔碱金属和蒸气有良好的耐蚀性能,钨只有在℃以上才出现氧化物挥发和液相氧化物,因而能使所生产的隔热元件的整体性能更好,即在上千摄氏度的环境下,该元件也不易出现变形的情况。

钼与钨一样是一种难熔稀有金属,密度为10.23g/cm3,约为金属钨的一半。钼的熔点为℃,由于原子间结合力极强,所以在常温和高温下强度都很高。它的膨胀系数小,导电率大,导热性能好,因此常用来生产长期在高温环境下工作的隔热元件。

03钨钼隔热屏的使用

钨钼隔热屏一般采用铆接的方式安装,既可以对接也可以搭接。各层屏之间可采用波纹板、u型格条或隔环间隔,幷用钼丝或钨丝以及螺丝固定。值得注意的是,在空气中当温度高于℃时,钨会发生急剧的氧化,而当温度高于℃时,钼也会发生氧化,所以钼部件和钨部件应在真空或者惰性气氛环境中的使用。



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