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高温电炉加热元件:二硅化钼\硅钼棒
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高温电炉加热元件:二硅化钼\硅钼棒

欧宝娱乐官方 硅钼棒又称二硅化钼,二硅化钼(MoSi2)电热元件主要是以硅粉和钼粉为原料,用粉末冶金方法经挤压、烧结而成,简称硅钼棒。这种元件在氧化气氛中可以用到1650℃,是目前工业上在氧化气氛中使用温度max的电热元件。

欧宝娱乐官方 硅钼棒的形状主要有U形、W形和O形三种,这是因为硅钼棒在高温下的热塑性较大,以避免水平放置时在自重作用下的变形和便于克服高温线膨胀。它与柄形硅碳棒相同,其冷端部加粗,以增大断面面积,使电阻降低。

硅钼棒在氧化气氛下加热到1200℃以上发生如下反应:

2MoSi2 + 7O2→2MoO3↑+4SiO2

欧宝娱乐官方 MoO3挥发掉,SiO2就附在元件表面生成致密的石英玻璃膜,保护基体不再氧化。因此,硅钼棒的抗氧化性很好,在氧化气氛下额定使用温度可达1700℃(低于石英溶点1713℃)。如因为机械的或化学的损伤而破坏了Si02膜,在使用过程中还会自动再次生成。

欧宝娱乐官方 硅钼棒的性能与金属陶瓷材料相似,在室温下既硬又脆,抗冲击强度较低;抗弯、抗拉强度较好; 在1350℃以上便会发生塑性变形,伸长率约5%。冷热急变性良好,冷却后恢复脆性。硅钼棒的电阻率较小,其电阻-温度特性与金属的相似,为正温度特性,从室温到高温,电阻率随温度增长较快,因而具有可自动防止升温过快的优点。

硅钼棒特别适于在空气、氮、二氧化碳和惰性气体(氦、氖、氩)中工作,在还原性气氛(CO、分解氨和碳氢化合物)中也得到很好的效果,水蒸气对其无害,氢会破坏其保护膜,而形成一种碳氢化合物,但当温度低于1350℃时仍能应用。氢气的露点越低 (即水分含量越低),硅钼棒的允许使用温度越低。硫、氟、氯和碱对元件有害,酸类对元件发生反应,应避免接触。硅钼棒在各种气氛中的额定使用温度见表。

表 硅钼棒在各种气氛中的额定使用温度

炉内气氛 额定使用温度/℃
空气及氧 1700
1550
干氢 1350
湿氢(露点10℃) 1400
分解氨 1400
惰性气体(氦、氖、氩) 1500
一氧化碳 1500
二氧化碳 1600
二氧化氮 1700
二氧化疏 1600
甲烷 1350
真空:1.33Pa 1300
1.33×10-2Pa 1000


硅钼棒在真空高温下会发生升华,真空度越高,其额定使用温度极限越低。

硅钼棒使用时应注意的事项

硅钼棒的使用寿命一般在500h〜1000h范围内。它与硅碳棒不同,其电阻随使用时间无明显的变化,几乎保持恒定,因此,在同一电炉内新老元件可以同时连接使用。如前所述,硅碳棒在使用过程中,由于氧化作用使电阻增加,逐渐发生老化,元件的使用寿命取决于氧化过程。但对硅钼棒则不同,在使用中自由下垂悬吊时,其使用寿命则取决于加热部的高温力学强度。例如,在空气气氛中,在1600℃下使用一年后,硅钼棒的常温抗弯强度约为原来强度的1/3。因此,力学强度低的棒体,其使用寿命不可能达到很长,因为在高温停炉冷却时,热应力可导致棒体损坏。显然,任何能使强度下降的因素都将影响硅钼棒的使用寿命。

硅钼棒怎么保养?使用硅钼棒时,必须注意下列事项:

1、使用新硅钼棒时,要尽快地(在2h〜3h内) 通过400℃〜700℃低温氧化区,并要在1200℃左右保持一昼夜,以便在高温下进一步烧透。

2、硅钼棒的电阻随温度的上升而急剧增大,刚开始使用时,需要消耗很大的电流,因此,应采用低电压。启动电流务必不能超过300A,而启动电压则为工作电压的1/4〜1/3。这样维持15min后,元件已处于热态,才可供给工作电压。

欧宝娱乐官方 3、电炉反复加热冷却的膨胀收缩,对棒体寿命有直接影响,因此,适于连续使用。当温度在1200℃以上,连续操作使用最好,因为在间歇式炉内频繁的加热和冷却,在元件内产生的热应力以及Si02保护膜部分地剥落,致使发生破坏。因此,应尽量避免在800℃以下频繁反复使用,即使炉子不使用时,炉温最好也保持在1000℃左右。

4、冷端部与导线接触不良也会引起元件破坏, 因此,要经常将接线夹头的紧固螺钉拧紧。

5、随着炉温的升高,元件表面负荷下降,因此,其表面负荷必须严格控制在阴影范围内。在1500℃炉温时,额定表面负荷为l5W/cm2。

欧宝娱乐官方 6、硅钼棒不存在硅碳棒那样的老化现象,所以,使用日久的硅钼棒可以和未经使用的新棒串联或并联在一起同时使用。

7、例如在氢气气氛中,SiO2保护膜可能被还原而遭破坏。因此,在氢气气氛中使用后,应向炉内通入空气,在1500℃下加热lh,使棒体表面重新形成—层Si02保护薄膜。

8、元件长时间储存会发生低温氧化,造成耐温性能变差,工作寿命减短。因此,暂时不用的元件, 每年应在1500℃下自身电热5min,以排除潮气,生长新的Si02保护膜。硅钼棒使用时应注意的事项。

9、硅钼棒在装到炉子上使用过一段时间以后,一般会发生硅钼棒和导接线相连接的位置发生松动,在日常的使用检修过程中,一旦发现此问题,要及时的进行加固,不然非常容易在打火的时候把硅钼棒击坏。

 

另外在硅钼棒的日常使用过程中,还可能会出现接线喷铝处发生炸裂的现象,这种情况的主要原因一般是窑炉的全封闭造成的水蒸气无法正常排出,从而发生了电解铝反应,从而造成这种问题,所以在选购硅钼棒产品的时间,建议最好选择一到两家有实力的厂家,生产的产品品质足够好,比如我们登封市创威碳化物制品有限公司。

硅钼棒加热元件为什么不能低温使用?

硅钼棒加热元件,不应该在400℃至700℃温度范围内使用,因此在此不利条件下,元件将会发生低温氧化致使元件毁坏。还有就是硅钼棒加热元件适宜在空气、中性气氛中使用,还原性气氛如氢气等会破坏保护层,氯和硫的蒸汽对元件有直接的损害。

 

硅钼棒具有低温容易氧化的特性,因此一定要快速通过700-1000这个温度段,概况来说就是低温区要快速过渡。

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