硅钼棒是一种以二硅化钼(MoSi2)为基础制成的电阻发热元件,它具有耐高温、抗氧化的特性。在高温氧化性气氛下,硅钼棒表面会生成一层致密的石英(SiO2)保护层,这层保护层能够防止硅钼棒进一步氧化,从而赋予了硅钼棒独特的高温抗氧化性能。
硅钼棒的最高使用温度在氧化气氛下约为1700℃,有的资料中提到在氧化气氛下元件最高使用温度可达1800℃。硅钼棒的电阻率会随着温度的升高而迅速增加,但在正常使用条件下,元件的电阻不会随使用时间的增加而发生变化,因此新旧硅钼棒电热元件可以混合使用。
硅钼棒在不同的气氛下的适用温度有所不同。例如,在He, Ar, Ne气氛下,元件的最高使用温度为1750℃,在SO2气氛下为1700℃,在CO, N2气氛下为1600℃,在湿H2气氛下为1500℃,在干H2气氛下为1450℃。
硅钼棒广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷、磁性材料、耐火材料、晶体、电子元器件、窑炉制造等领域,是高温烧结过程中理想的发热元件。硅钼棒可以根据加热设备的具体需求制成不同的形状,如棒状、U型、W型、U型直角等。
硅钼棒的物理性质包括体积密度为5.5 g/cm3,抗折强度为15-25 kg/cm2,维氏硬度为570 kg/mm2,气孔率为7.4%,吸水率为1.2%,热伸长率为4%。在高温氧化气氛下,硅钼棒表面会生成一层石英保护层,当元件温度超过1700℃时,这层保护层会熔融,但在继续使用过程中会重新生成。需要注意的是,硅钼棒不宜在400-800℃范围内长期使用,否则可能会因低温的强烈氧化作用而粉化。
物理性质
元件在高温状态下既硬又脆,抗折强度较低。当元件在高于1350℃时会塑性变软,故在高温状态下元件可弯曲成希望的形状。
密度 | 抗折强度 | 维氏硬度(20℃) | 气孔率 | 吸水率 | 热伸长度 |
5.6g/ cm3 | ≥1.5Kg/cm2 | 1200Kg/cm2 | 7.4% | 1.2% | 4-5% |
化学性质
元件在氧化气氛下加热到高温,表面生成致密的二氧化硅保护层,保护其不再继续氧化。元件不宜在400-700℃范围内长期使用,因为在此条件下元件将会发生低温氧化,致使元件毁坏。
元件在不同气氛下的最高使用温度
炉内气氛 | 元件最高使用温度 |
NO2、CO2、O2、空气 | 1800℃ |
He、Ar、Ne | 1750℃ |
SO2 | 1700℃ |
CO、N2 | 1600℃ |
湿H2 | 1500℃ |
干H2 | 1450℃ |
二硅化钼电热元件的电阻随着温度上升而快速增高,当温度不变时电阻为一常量。在正常情况下元件电阻一般不随使用时间的长短而变化,所以新旧元件可以混合使用。
大型电烘炉时间长,应避免用二硅化钼电热元件烘炉,以免元件低温氧化损坏,使用二硅化钼电热元件为了避免过大电流冲击使电器设备超负荷,应用取下列方法供电。
小型电炉(功率<100KW) | 大型电炉(功率100-500KW) | ||
炉温(℃) | 电压 | 炉温(℃) | 电压 |
20-150 | 1/3工作电压 | 200-300 | 1/3工作电压 |
150-500 | 1/2工作电压 | 300-700 | 1/2工作电压 |
500-工作温度 | 全工作电压 | 700-工作温度 | 全工作电压 |
在换挡时不能时间太长,一般元件温度不能下降300-400℃,否则容易引起电流冲击而损坏电器设备。