Metaliczne materiały oporowe do celów grzewczych

Metaliczne materiały oporowe do celów grzewczych

• Podstawowym wymogiem jest możliwość odpowiednio długiej pracy w wyższych temperaturach w zakresie od 500 do 1350 °C.
• Odporność na wysokie temperatury zależy od temperatury topnienia stopu i ochronnej warstwy tlenku utworzonej na powierzchni drutów lub taśm.
• Odporność na ciepło można zwiększyć poprzez nałożenie na powierzchnię drutów warstwy ochronnej.
• Różne stopy są stosowane jako materiały oporowe do celów grzewczych:

Stopy Ni-Cr (chrom-nikiel)

• zawierają 80% niklu i 20% chromu.
• Służą one do produkcji elementów grzejnych do domowych i przemysłowych urządzeń elektrycznych termicznych do temperatury 1200 ºC.
• Są one dobrze odporne na utlenianie, wpływy chemiczne i wstrząsy.
• Ich wadą jest wysoka cena wynikająca z dużej zawartości niklu.

Stopy Cr- Ni -Fe (chromu – niklu – żelaza)

• są tańsze, ale mają gorsze właściwości, ich temperatura pracy wynosi od 900 – 1200 °C.
• Zawartość niklu wynosi zwykle 20-80%, a chromu do 26%.
• Ich odporność na utlenianie maleje wraz ze wzrostem zawartości żelaza.
• Stopy tego typu oznaczane są CN 20, CN 30, CN 60, CN 80, gdzie liczba oznacza zawartość niklu w %.

Stopy Fe-Cr-Al (Fechral), (żelazo-chrom-aluminium)

• są jeszcze tańsze.
• Zawierają 20-30% chromu, 3-6% aluminium, a reszta to żelazo.
• Są one twardsze, bardziej kruche, a przez to trudniejsze do kształtowania. Ich zaletą jest to, że aluminium tworzy na powierzchni ochronną warstwę tlenku glinu A1203, dzięki czemu może pracować do temperatury 1350 °C.
• Stopy tego typu oznaczane są AC 20, AC 22, AC 30, gdzie liczba oznacza ilość chromu w %.

Wolfram i molibden

• mogą być stosowane jako materiały oporowe do temperatury 2200 – 2300 ºC.
• Można je jednak stosować tylko w atmosferze ochronnej, ponieważ w normalnej atmosferze łatwo się utleniają w temperaturze znacznie niższej od ich temperatury topnienia.

Wolfram (W)

•  jest metalem o najwyższej temperaturze topnienia (3400 °C).
• Z rud robi się proszek, który jest prasowany i spiekany. Kucie na gorąco zmienia jego gruboziarnistą strukturę na włóknistą, co pozwala na ciągnienie drutów o średnicy do 0,01 mm.
• jest stosowany głównie w elektronice próżniowej (elektrody lamp i świetlówek, żarniki lamp żarowych), do produkcji cewek grzewczych elektrycznych pieców oporowych z próżni lub środowiska wodorowego, do produkcji wysoko obciążonych kontaktów i jako ważny metal domieszki.