Почти все проводники способны генерировать тепло при проходить через электрический ток. Тем не менее, не все проводники подходят для того, чтобы быть сделаны в нагревательных элементов. Требуется правильное сочетание электрических, механических и химических свойств. Ниже перечислены свойства, важные для конструкции нагревательных элементов.
Сопротивление:Для получения тепла нагревательный элемент должен иметь достаточное электрическое сопротивление. Однако сопротивление не должно быть настолько высоким, чтобы оно стало изолятором. Электрическое сопротивление равно резистентности, умноженной на длину проводника, разделенного поперечное сечение проводника. Для данного поперечного сечения, чтобы иметь более короткий проводник, используется материал с высокой резистенностью.
·Сопротивление окислению:Тепло обычно ускоряет окисление как в металлах, так и в керамике. Окисление может потреблять нагревательный элемент, который может уменьшить его емкость или поставить под угрозу его структуру. Это ограничивает срок службы нагревательного элемента. Для металлических нагревательных элементов, сплавление с оксидом бывший, помогает в сопротивлении окисления путем формирования пассивного слоя. Для керамических нагревательных элементов наиболее распространены защитные весы, устойчивые к окислению SiO2 или Al2O3. Типы нагревающих элементов, не пригодные для использования в окисляющихся средах, таких как графит, чаще всего используются в вакуумных печах или печах, содержащих неокидовидирующие атмосферные газы, такие как H2, N2, Ar или He, где теплоприемная камера эвакуируются из воздуха.
·Температурный коэффициент сопротивления:Обратите внимание, что резистенность материала меняется с температурой. У большинства проводников, по мере повышения температуры, сопротивление также увеличивается. Это явление имеет более значительное влияние на некоторые материалы, чем другие. Более высокий температурный коэффициент сопротивления в основном используется для применения теплового зондирования. Для тепловой генерации, как правило, лучше иметь более низкое значение. Хотя в некоторых случаях, когда изменение сопротивления может быть точно предсказано, резкое увеличение сопротивления желательно, чтобы доставить больше энергии. Для настройки системы для изменения резистивности используются системы контроля или обратной связи.
·Механические свойства:Строгие нагревательные элементы могут деформироваться при использовании при высоких температурах. По мере приближения материала к фазе расплавленной или рекристаллизации материал может ослабевать и деформироваться легче по сравнению с его состоянием при комнатной температуре. Хороший нагревательный элемент может поддерживать свою форму даже при высоких температурах. С другой стороны, воздуховод также является желаемым механическим свойством, особенно для металлических нагревательных элементов. Ductility позволяет материалу быть втянутым в провода и формироваться в форму без ущерба для его напряженной прочности.
·Точка плавления:Помимо температуры, где окисление значительно увеличивается, точка плавления материала также ограничивает его операционную температуру. Керамика, как правило, имеют более высокие точки плавления, чем металлические обогреватели.
