전열 재료는 전기에너지를 열에너지로 변환할 수 있으며, 저항 발열체를 제조하는 데 사용되며 산업 및 민간 장비에 널리 사용됩니다. 고온 처리 분야에서는 극한 작업 조건에서의 작업이 지속적으로 증가하고 있어 전열 재료의 선택이 중요합니다. 이 글은 실리콘 카본 막대의 기본 측면, 즉 유형, 특성, 제조에 사용되는 재료, 응용 이점 및 응용 분석에 대해 다룹니다.
1. 전열 재료의 종류 및 특성
전열 재료는 대략 금속과 비금속 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
금속 전열 재료는 주로 니켈-기반 합금(예: 니켈-크롬 와이어 Ni-Cr) 및 철-기반 합금(예: 철-크롬-알루미늄 와이어 Fe-Cr-Al)을 포함합니다.
비금속 전열 재료에는 실리콘 카본 막대, 실리콘-몰리브덴 막대, PTC 전열 요소, MoSi2 등이 포함됩니다.
· 금속 전열 재료
금속 전열 재료는 열전도율과 전기전도율이 우수하고 성형이 용이하여 전통 산업 및 가전제품의 전기 가마의 발열체로 널리 사용됩니다.
니켈-크롬 합금의 최대 가열 온도는 1150°C이며, 철-크롬 합금은 1400°C입니다. 일반적으로 작동 온도가 1000°C를 초과하면 휘발, 변형 및 심지어 용해와 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
또한, 금속 발열체의 산화 속도는 상대적으로 빠르며, 연속 사용 시 안정성과 장기적인 효과를 보장하기 어렵습니다. 게다가, 금속 발열체의 저항률은 고온에서 증가하여 고온에서의 열전도율을 감소시킵니다.
· 비금속 전열 재료
비금속 전열 재료는 고온 저항, 우수한 열 안정성, 부식 저항, 산화 저항, 높은 전기 열 변환율 및 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다.
따라서 비금속 전열 재료는 극한의 고온 및 부식성 산업 환경에서 금속 재료보다 안정적이며, 고온 산업의 전기 가마 및 실험용 전기 가마뿐만 아니라 항공우주, 생물의학, 자동차 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
2. 탄소 실리콘 재료 및 실리콘 카바이드 막대의 장점
실리콘 카바이드(SiC)는 실리카 모래와 탄소 함유 원료를 고온에서 용융하여 생산되는 새로운 무기 비금속 재료입니다. 인공적으로 합성된 실리콘 카바이드는 1891년 미국 과학자 에디슨이 실험 중에 우연히 발견했습니다.
실리콘 카바이드는 높은 경도, 높은 열전도율, 높은 화학적 안정성, 높은 열 안정성 및 반도체 특성을 포함한 많은 장점을 가지고 있습니다. 전자 장치, 연마재 및 절단 도구, 내화 재료, 항공우주, 자동차 산업 및 기타 장비와 같은 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
탄소 실리콘 막대는 고순도 녹색 육각형 실리콘 카바이드를 주 원료로 하여 정밀하게 조제 및 가공하여 원하는 형태로 만든 후 2200°C의 온도에서 소성하여 막대형 또는 튜브형 비금속 고온 전열 부품을 형성합니다.
실리콘 카바이드 막대의 융점은 매우 높으며, 산화 환경에서의 작동 온도는 1,450°C에 도달할 수 있으며, 2000시간 동안 연속적이고 안정적으로 작동할 수 있습니다.
실리콘 카바이드 막대는 고온 안정성과 강한 산화 저항성의 특성 외에도 높은 내마모성, 우수한 내식성, 빠른 가열, 쉬운 설치 및 사용의 장점을 가지고 있습니다.
또한 특정 온도에서 실리콘 카바이드 막대의 저항은 온도가 증가함에 따라 크게 감소하여 고온에서 금속 부품보다 더 효율적인 열전도성을 제공합니다.
터널 가마, 롤러 가마, 유리 용해로, 진공로 및 기타 다양한 가열 장치의 핵심 전기 가열 구성 요소로 사용되는 것 외에도, 실리콘 카바이드 막대는 고급 자동화 전자 제어 시스템과 함께 작동하여 정밀한 일정 온도 제어를 달성하고 특정 생산 공정 요구 사항에 따라 곡선형 자동 온도 조정을 수행할 수 있습니다.
3. 실리콘 카바이드 막대의 응용 분석
실리콘 카바이드 막대는 금속 전기 가열 요소가 가지지 못한 많은 장점을 가지고 있지만, 일반적으로 작동 온도가 1000°C 이하일 때 사용되는 금속 열전재료보다 가격이 높아 사용이 제한됩니다. 실리콘 카바이드 막대는 금속 열전재료가 적합하지 않은 극한 작업 환경에서 더 일반적으로 사용됩니다.
실리콘 카바이드 막대의 응용
· 산업용 용광로 장비: 실리콘 카바이드 막대는 금속 및 제조 산업의 다양한 전기 용광로에서 가열 요소, 노, 주조 몰드로 사용될 수 있습니다.
· 전자 산업: 반도체와 같은 재료의 열처리 과정에서 실리콘 카바이드 막대는 엄격한 기술 요구 사항을 충족하기 위해 정밀하게 제어된 고온 환경을 제공합니다.
· 자기 재료의 준비: 실리콘 카바이드 막대는 자기 재료의 소결 및 어닐링에 자주 사용되며, 그 극히 높은 온도 안정성은 자기 재료의 성능과 품질을 보장합니다.
· 세라믹 및 유리 제조 산업:실리콘 카바이드 막대는 준비 과정에서 필요한 일정한 고온을 효과적으로 유지하여 블랭크의 균일한 가열을 보장함으로써 제품의 품질을 향상시킵니다.
· 과학적 연구: 실리콘 카바이드 막대는 온도 변화의 엄격한 제어가 필요한 실험 환경에 적합합니다.
더욱이, 실리콘 카바이드 막대는 화학, 기계, 광학 및 기타 특성에서의 우수한 성능 덕분에 의학, 식품, 환경 모니터링과 같은 분야에서 큰 잠재력을 보여주고 있습니다.
4. 요약
고온 산업 공정에서, 용광로의 지속적인 작동은 다운타임을 최소화하고 투자 수익을 극대화하기 위해 장수명 재료에 특히 의존합니다. 따라서 열전재료는 다양한 용광로 유형에 맞추기 위해 고도로 전문화되고 우수한 성능을 가져야 합니다. 실리콘 카바이드 막대는 고온 열전재료로 이상적인 선택입니다. 글로벌 경제의 지속적인 성장과 산업화 과정의 발전으로 실리콘 카바이드 막대의 응용 시장이 꾸준히 확장되고 있습니다.
