元件在空氣中使用到800℃時開始氧化,溫度達到1000-1300℃時,發(fā)熱部表面生成一層二氧化硅保護膜,1300℃時結(jié)晶出方石英,在1500℃時,保護膜達到一定的厚度,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,則保護膜受到破壞,氧化速度顯著增加,造成元件過早損壞。
元件在使用過程中雖然氧化極為緩慢,但長時間運行仍然會導(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涂層的元件來提高其使用壽命。
Hotbar®元件以其半導(dǎo)體的特性具有遠高于金屬導(dǎo)體的阻值,在空氣中加熱,元件發(fā)熱部表面溫度達到1000℃左右時,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℃為負值、700℃以上為正值特性曲線。其在約650~700℃時電阻值達到最低點,超過此溫度阻值與溫度成正比增加。在低于600℃時,微小的雜質(zhì)也會導(dǎo)致較大的電阻變化,所以在室溫條件下測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℃時的數(shù)倍,所以一般要求在恒定溫度1000℃或以上進行阻值測量,用測得的電壓和電流比計算電阻值。
所有的碳化硅加熱元件隨著使用時間的延長阻值相應(yīng)會升高老化,當(dāng)元件電阻增大到其最初阻值的3倍時視為其壽命的終結(jié)。影響元件老化和服務(wù)壽命有如下幾個因素:
●工作溫度
●元件表面負荷(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的使用壽命,為達到最佳壽命,在爐子設(shè)計時應(yīng)該考慮盡可能低的表面負荷,建議3~8W/CM2。