元件在空氣中使用到800℃時(shí)開(kāi)始氧化,溫度達(dá)到1000-1300℃時(shí),發(fā)熱部表面生成一層二氧化硅保護(hù)膜,1300℃時(shí)結(jié)晶出方石英,在1500℃時(shí),保護(hù)膜達(dá)到一定的厚度,從而使元件的氧化速度變得極為緩慢,趨于穩(wěn)定。如果繼續(xù)升溫至1627℃以上時(shí),則保護(hù)膜受到破壞,氧化速度顯著增加,造成元件過(guò)早損壞。
元件在使用過(guò)程中雖然氧化極為緩慢,但長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行仍然會(huì)導(dǎo)致電阻值增大,這種現(xiàn)象叫做“老化”。為了減緩“老化”速度,在特殊的氣氛條件下,我們可提供不同類型保護(hù)涂層的元件來(lái)提高其使用壽命。
Hotbar®元件以其半導(dǎo)體的特性具有遠(yuǎn)高于金屬導(dǎo)體的阻值,在空氣中加熱,元件發(fā)熱部表面溫度達(dá)到1000℃左右時(shí),電阻率為600~1400Ω?mm2/m。元件的電阻值隨著溫度的升高而變化,從室溫到700℃為負(fù)值、700℃以上為正值特性曲線。其在約650~700℃時(shí)電阻值達(dá)到最低點(diǎn),超過(guò)此溫度阻值與溫度成正比增加。在低于600℃時(shí),微小的雜質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致較大的電阻變化,所以在室溫條件下測(cè)出的阻值不能代表在高溫下的阻值。元件在室溫下的冷態(tài)電阻是其在1000℃時(shí)的數(shù)倍,所以一般要求在恒定溫度1000℃或以上進(jìn)行阻值測(cè)量,用測(cè)得的電壓和電流比計(jì)算電阻值。
所有的碳化硅加熱元件隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)阻值相應(yīng)會(huì)升高老化,當(dāng)元件電阻增大到其最初阻值的3倍時(shí)視為其壽命的終結(jié)。影響元件老化和服務(wù)壽命有如下幾個(gè)因素:
●工作溫度
●元件表面負(fù)荷(W/CM2)
●爐內(nèi)氣氛
●工作方式(連續(xù)或間斷)
●所燒材料及其產(chǎn)生的有害物質(zhì)
●電路的連接方式
●控溫方式
●使用習(xí)慣
在1400℃潔凈氧化氣氛中使用,Hotbar®元件一般可獲得較長(zhǎng)的使用壽命,為達(dá)到最佳壽命,在爐子設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮盡可能低的表面負(fù)荷,建議3~8W/CM2。