ارتفاع درجة الحرارة المقاومة لوحة التدفئةدرجة حرارة التشغيلفوق 300 درجة مئوية، وحتى جاندام1800 درجة مئويةعنصر التدفئة أو جهاز الركيزة . اختيار المواد هو نظام الهندسة ، والتي تحتاج إلى النظر في العديد من العوامل .

واحد مشتركارتفاع درجة الحرارة المقاومة لوحة التدفئةتصنيف المواد

يمكننا أن نفهم من مستويين :عنصر التدفئة الموادو .المواد الركيزة / الناقل لوحةكلاهما بحاجة إلى مقاومة درجات الحرارة العالية ، ولكن التركيز يختلف .

( أ ) مواد عنصر التدفئة ( الجزء الذي يولد الحرارة حقا )

هذا النوع من المواد يحدد درجة الحرارة القصوى من لوحة التدفئة الكهربائية الحرارية كفاءة التحويل .

　　سلك المقاومة ( لوحة التدفئة في درجات حرارة منخفضة ومتوسطة ، أقل من 600 درجة مئوية )

　　المواد المشتركة :سبائك النيكل والكروم ( على سبيل المثال ، cr20ni80 ) والحديد والكروم سبائك الألومنيوم ( على سبيل المثال ، cr25al5 ) .

　　سمات :التكنولوجيا ناضجة ومنخفضة التكلفة . سلك النيكل والكروم جيدة مقاومة الأكسدة ، وحياة طويلة . الحديد والكروم والألومنيوم الأسلاك جيدة قوة في درجة حرارة عالية ، ولكن من السهل أن تكون هشة في درجة حرارة عالية . فائدة نموذج يستخدم أساسا في مختبر صغير لوحة التدفئة أو الصناعية معدات التجفيف .

　　سيليكون قضيب الكربون ( درجة حرارة التشغيل : 600 درجة مئوية - 1600 درجة مئوية )

　　مادة :كربيد السيليكون ( كذا ) .

　　سمات :المقاومة هي معامل درجة الحرارة الإيجابية في درجة حرارة عالية ، ولها وظيفة الحماية التلقائية الحالية تحد من . . . . . . . مقاومة الحرارة والتبريد السريع هو أفضل ، ولكن في درجة حرارة عالية سوف تصبح تدريجيا أكسدة رقيقة ، وأخيرا كسر . فائدة نموذج مناسبة لأنّ دثر الفرن ، فرن كهربائي التجريبية ، الخ .

　　سيليكون قضيب الموليبدينوم ( درجة حرارة التشغيل : 700 درجة مئوية - 1800 درجة مئوية )

　　مادة :disilicide الموليبدينوم ( mosi ₂ ) .

　　سمات :في الوقت الحاضرواحدة من أكثر شعبية من ارتفاع في درجة الحرارة سخاناتفي أكثر من 400 درجة مئوية ، طبقة من زجاج الكوارتز ( sio ₂ ) فيلم التخميل يمكن تشكيلها لمنع مزيد من الأكسدة ، وحسن مقاومة الأكسدة . هش في درجة حرارة الغرفة ، وتجنب الاصطدام . تستخدم عادة في درجة حرارة عالية تلبد الفرن ، فرن الكريستال النمو ، الخ .

　　الموليبدينوم والتنتالوم والتنغستن وغيرها من المعادن سخان ( درجة حرارة التشغيل : > 1500 درجة مئوية )

　　مادة :معدن أو سبيكة .

　　سمات :نقطة انصهار عالية ، ويمكن تحقيق درجة حرارة عالية جدا التدفئة في فراغ أو جو خامل ( تصل إلى أكثر من 2000 درجة مئوية ) . لكنهممن السهل جدا أن تتأكسديجب أن تستخدم في جو واقية أو فراغ . تكلفة عالية ، وتجهيز صعوبة كبيرة . فائدة نموذج يستخدم في مجالات المعادن الخاصة ، وأشباه الموصلات أحادية الفرن ، الخ .

　　غير المعدنية عنصر التدفئة

　　الجرافيتالموصلية الكهربائية جيدة ، يمكن أن تستخدم سخان في فراغ أو جو خامل ( ~ 2500 درجة مئوية ) ، ولكن من السهل أن تتأكسد في درجة حرارة عالية ، تحتاج إلى حماية .

　　من ألياف الكربون / شعر الكربون :المواد الجديدة ، وارتفاع درجة الحرارة بسرعة ، وارتفاع درجة الحرارة قوة جيدة ، ولكن أيضا الخوف من الأكسدة .

الركيزة / الناقل لوحة المواد ( الجزء الذي يحمل عنصر التدفئة في اتصال مع كائن يجري تسخينها )

هذه المواد تحتاج إلى درجة حرارة عالية المقاومة ، والموصلية الحرارية والقوة الميكانيكية .

　　لوحة الميكا ( درجة حرارة التشغيل : < 500 درجة مئوية - 800 درجة مئوية )

　　سمات :فائدة نموذج مصنوع من ميكا الطبيعية أو الاصطناعية ، ويحتوي على مزايا العزل جيدة ، موحدة التوصيل الحراري ، والمرونة جيدة ومنخفضة التكلفة . هو الأكثر شيوعاانخفاض درجة الحرارة المتوسطةلوحة التدفئة المواد الركيزة ، وتستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الكهربائية المنزلية ( سخانات كهربائية ، أفران ، منصات التدفئة الصناعية ، وهلم جرا .

　　لوحة من السيراميك ( درجة حرارة التشغيل : مئات درجة مئوية إلى > 1600 درجة مئوية )

　　الأنواع الشائعة :

　　السيراميك الألومينا ( Al ₂ o ₃ ) :تستخدم عادة ارتفاع في درجة الحرارة الركيزة ، محتوى 95 ٪ - 99 ٪ . العزل الحراري ، التوصيل الحراري ، والقوة الميكانيكية جيدة ، وتكلفة معتدلة . فائدة نموذج مناسبة لأنّ تدفئة الصناعية في معظم الحالات .

　　نتريد الألمنيوم السيراميك ( الاان ) :الموصلية الحراريةجيد( أعلى بكثير من أكسيد الألومنيوم ) ، معامل التمدد الحراري مع رقاقة السيليكون مطابقة ، التعبئة والتغليف الالكترونية و تبديد الحرارة الركيزة هي مادة مثالية ، ولكن成本高昂منتدى

　　كربيد السيليكون ( كذا ) :فائدة نموذج يحتوي على مزايا صلابة عالية ، الموصلية الحرارية جيدة ، وارتفاع درجة الحرارة المقاومة ، مقاومة للتآكل ، ولكن هشاشة كبيرة ، وتجهيز صعوبة وتكلفة عالية . تستخدم في ظروف العمل .

　　سمات :ارتفاع درجة الحرارة المقاومة ، والعزل ، والاستقرار الكيميائية جيدة . نعمدرجة حرارة عاليةلوحة التدفئة .

　　الركيزة المعدنية ( درجة حرارة التشغيل : < 500 درجة مئوية )

　　المواد المشتركة :سبائك الألومنيوم ، الفولاذ المقاوم للصدأ .

　　سمات :التوصيل الحراريممتاز، من السهل تجهيز الميكانيكية والتركيب . ولكن عادة ما تكون غير معزول ، تحتاج إلى القيام به مع تدفئة الجسم ( مثل سلك المقاومة ) العزل . فائدة نموذج يستخدم عادة في المناسبات التي تتطلب سرعة نقل الحرارة والقوة الميكانيكية ، مثل الطبقة السفلى من النحاس المغلفة السيراميك الركيزة ( DBC ) .

　　المواد المركبة

　　على سبيل المثال :" ميكا + السيراميك " لوحة المركبة ، تهدف إلى الجمع بين مزايا على حد سواء ، وتستخدم في درجة حرارة معينة في المنطقة .

اختيار أساس عملية صنع القرار

عند اختيار المواد من ارتفاع في درجة الحرارة المقاومة لوحة التدفئة ، العوامل التالية ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار بشكل منتظم و حسب الأولوية :

　　1. أقصى درجة حرارة التشغيل ( العامل الرئيسي )

هذا هو أصعب القيد . يجب التأكد من أن اختيار المواد المستخدمة في درجة الحرارة على المدى الطويلفوقأعلى درجة حرارة العملية الخاصة بك ، وترك هامش أمان معين ( عادة ما يوصى الهامش ≥ 50 ° C - 100 ° C ) .

　　< 300 درجة مئوية:اختياري لوحة الميكا المشتركة أو الركيزة المعدنية .

　　300 درجة مئوية - 800 درجة مئوية:يفضل عالية الأداء لوحة الميكا أو 95 ٪ الألومينا السيراميك لوحة .

　　800 درجة مئوية - 1200 درجة مئوية:الألومينا السيراميك لوحة يجب أن تكون الركيزة ، عنصر التدفئة يمكن أن تكون مصنوعة من السيليكون كربيد قضيب .

　　> 1200 درجة مئوية:الألومينا أو السيراميك الركيزة ( مثل كذا ) و عنصر التدفئة السيليكون والموليبدينوم قضيب يجب أن تستخدم . إذا كان أكثر من 1500 درجة مئوية ، موسي ̀ أو سخان المعادن + فراغ / حماية الغلاف الجوي ينبغي النظر فيها .

　　2. جو البيئة ( الحرجة )

المواد في أجواء مختلفة تختلف في الأداء .

　　جو مؤكسد ( هواء ) :معظم المعادن سوف تفشل في الأكسدة ، السيراميك أو سبائك خاصة مثل ( inconel ) يجب أن تستخدم . السيليكون والموليبدينوم قضبان ممتازة الأداء في هذه البيئة .

　　الحد من الغلاف الجوي ( ح ₂ ، CO ) :العديد من أكاسيد يمكن تخفيضها ، مما تسبب في فشل المواد أو تلوث الشغل . عند هذه النقطة ، الجرافيت والموليبدينوم والتنغستن وغيرها من المواد ، أو تطبيق طبقة واقية على السطح .

　　بيئة فراغمشكلة الأكسدة هو تجنبها ، ولكن معدل التبخر والإشعاع الحراري من المواد التي ينبغي النظر فيها . المعادن والجرافيت هي الخيارات الشائعة .

　　الغلاف الجوي للتآكل ( حمض ، قلوي ، ملح الضباب ) :المواد الكيميائية الخاملة ، مثل عالية النقاء الألومينا السيراميك والبلاتين أو طلاء خاص ، يجب أن تكون مختارة .

　　3. كثافة الطاقة و توزيع الحرارة

　　كثافة الطاقة ( ث / سم ² ) :الطاقة الحرارية في وحدة المساحة . أعلى كثافة الطاقة ، وارتفاع متطلبات التوصيل الحراري ومقاومة الصدمة الحرارية . ركائز السيراميك عادة ما تكون قادرة على تحمل أعلى كثافة الطاقة من لوحات الميكا .

　　التوحيد الحراري :التوصيل الحراري الركيزة أمر بالغ الأهمية إذا كان موحد التدفئة المطلوبة . الركيزة المعدنية والألومنيوم نيتريد السيراميك لديها مزايا في هذا الصدد . طريقة توزيع عنصر التدفئة يؤثر أيضا على توزيع الحرارة مباشرة .

　　4. متطلبات العزل

إذا كانت لوحة التدفئة يحتاج إلى توفير التدفئة الكهربائية حلقة أو معزول عن تدفئة الجسم موصلالعزل الكهربائييجب أن يكون . الميكا والسيراميك ممتازة عوازل معدنية ركائز لا تملك هذه الخاصية .

　　5. القوة الميكانيكية ومقاومة الصدمة الحرارية

　　قوة ميكانيكيةقدرة المواد على مقاومة قوى خارجية مثل الاهتزاز والصدمة . بعض المعادن والسيراميك ( مثل كذا ) قوة أعلى .

　　مقاومة الصدمة الحرارية :القدرة على مقاومة تكسير المواد تحت درجة حرارة حادة . هذا يعتمد على معامل التمدد الحراري والتوصيل الحراري من المواد . على سبيل المثال ، زجاج الكوارتز معامل التمدد الحراري منخفض جدا ، ومقاومة الصدمة الحرارية ؛ الزجاج هو الفقراء . السيليكون والموليبدينوم بار هش جدا في درجة حرارة الغرفة ، يجب أن تكون حذرا جدا في التعامل معها .

　　6. تكلفة الميزانية

التكلفة هي عملية النظر . تقريبا من منخفضة إلى عالية :لوحة الميكا < الركيزة المعدنية السيراميك الألومينا السيراميك نيتريد الألومنيوم < < < < كذا موسي < / tungsten الموليبدينوم سخانهناك حاجة إلى إيجاد التوازن الأمثل بين الأداء والتكلفة .

تلخيص واختيار تدفق الرسم البياني

　　الأفكار الأساسية :​أولا تحديد درجة الحرارة ، ثم النظر في البيئة ، النظر في الأداء ، وأخيرا تزن التكلفة .

　　تحديد البارامترات التكنولوجية :درجة الحرارة القصوى ؟ الجو ؟ ( الهواء / فراغ / H ₂ ؟ هل تحتاج إلى عزل ؟ كثافة الطاقة المطلوبة

　　فحص عناصر التدفئة :اعتمادا على درجة الحرارة والغلاف الجوي ، يمكن تحديد نوع عنصر التدفئة ( مثل السيليكون والموليبدينوم قضيب ، سلك المقاومة ، الخ . )

　　اختيار الركيزة :اختيار مطابقة ركائز ( مثل ميكا ، الألومينا السيراميك ) حسب درجة الحرارة ، والغلاف الجوي ، التوصيل الحراري والعزل الاحتياجات .

　　تقييم شاملتقييم القوة الميكانيكية ، الحياة ، ودعم الموردين وغيرها من العوامل .

　　اتخاذ القراراتفي إطار فرضية تلبية جميع المتطلبات التقنية ، واختيار الخطة .

من خلال هذا التحليل المنهجي والاختيار ، يمكنك التأكد من أن التطبيق الخاص بك للعثور على موثوق بها وفعالة واقتصادية لوحة التدفئة الحل .