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真空炉保温的加热元件有金属和非金属之分,分别叙述如下。金属加热元件 通常分为两种:一种为贵重金属,如钼、铂、钨、钽等;另一类为一般金属,如镍铬耐热合金、铁铬铝合金、钼钨合金等。非金属加热元件 有石墨和化合物两种。化合物有碳化硅、硅化钼、二氧化钼等。其中碳化硅在高温下易黏结分解,而二氧化钼在1300℃时会软化。只有石墨具有加工性能好、耐高温、耐急冷急热性好、塑性好、辐射面积大、抗热冲击性能好等特点,适于制作加热元件。
石墨坩埚以天然鳞片石墨为主体原料,以可塑性耐火粘土或炭质为粘结剂加工而成,具有耐高温、导热性能强、抗腐蚀性能好,使用寿命长等特点。在高温使用过程中,热膨胀系数小,对急冷、急热具有一定抗应变性能。石墨坩埚特点:1、石墨坩埚高的密度使得坩埚具备了导热性能,其导热效果明显好。2、石墨坩埚外表有特制的釉层和致密的成型材料,大大提高了产品的耐腐蚀性能,延长其使用寿命; 3、石墨坩埚中的石墨成分全部采用天然石墨,导热性非常好。石墨坩埚加热后不可立刻将其置于冷的金属桌面上,以避免它因急剧冷却而破裂。
碳纤维具有高比强度、耐高温、热膨胀系数小等一系列优良特性,随着科技的进步,真空炉保温在新兴产业中的应用越来越多,由于其对保温材料的要求苛刻,碳纤维硬毡隔热材料由于其优越热工特性而成为高温隔热保温的首选材料。炉体内保温材料碳纤维硬质保温材料克服了软毡硬化材料所存在的易分层开裂,使用寿命短等缺点,在高温炉用隔热保温材料领域越来越受关注。专业炉体内保温材料成功掌握了碳纤维硬毡隔热材料的生产工艺,产品在真空炉上取得了较好的应用效果。
增强复合硬毡、石墨硬毡(通用叫法也有叫碳纤维复合硬毡、固化毡等)是一种采用特殊工艺将石墨纸、聚丙烯腈基碳毡、聚丙烯腈基碳布全为一体,经固化成型后,一次、二次高温处理制得,它的抗烧蚀性能、抗热震性能、耐气流冲刷和隔热保温性能都很优越。具有传统保温材料所不具有的刚性、自支撑性、高强度、无短纤脱落、热导系数低等优点,主要用于真空、及各类冶金工业炉(单晶生长炉、多晶铸造炉、多晶还原炉、多晶铸锭炉、高压气淬炉、热等静压炉、热平衡炉、低压烧结炉、加压真空烧结炉等, 广泛应用于国防、冶金、化工等行业。尤其是随着多晶硅、单晶硅产业的高速发展,作为高温炉热场隔热理想材料,优质硬质碳纤维毡的需求更是达到了前所未有的高度 。