عنصر التسخين بالموليبدينوم والسيليكون (Mosi2) هو نوع من عناصر التسخين بالمقاومة مصنوع أساساً من مواد موليبدنوم ثنائي السيليكون نقي، وهو مادة عالية الكثافة. يشكل طبقة سيراميكية كوارتز كثيفة على السطح عند درجات حرارة عالية لحماية نفسه من التأكسد، ويتمتع بمقاومة قوية للأكسدة.
تتمتع الطبقة الواقية لعنصر التسخين بالموليبدينوم والسيليكون (Mosi2) بقدرة تجددية قوية تحت بيئة أكسدة وظروف درجات الحرارة العالية، على الرغم من المظهر القوي لعناصر التسخين بالموليبدينوم والسيليكون، إلا أنها مادة هشة تشبه الزجاج وتتمتع بقدرة منخفضة على مقاومة الصدمات الميكانيكية.
في البيئة الأكسدية، يمكن لعنصر التسخين بالموليبدينوم والسيليكون (Mosi2) أن يصل إلى درجة حرارة قصوى تبلغ 1900 درجة مئوية (3452℉)، ودرجة حرارته التطبيقية تتراوح بين 500 درجة مئوية إلى 1850 درجة مئوية (932℉ إلى 3362℉).
بشكل أساسي، تكون درجة حرارة العنصر القصوى دائمًا أعلى بمقدار 100 درجة مئوية (212℉) من درجة حرارة الفرن المصنفة القصوى، لذا على سبيل المثال، نستخدم عناصر تسخين بدرجة حرارة 1800 درجة مئوية (3272℉) في أفراننا بدرجة حرارة 1700 درجة مئوية (3092℉).
عناصر التسخين بشكل مستقيم من MoSi2 هي الشكل الأكثر شيوعًا وتُستخدم في تطبيقات متعددة، بما في ذلك صناعة السيراميك والمعادن وعمليات معالجة الحرارة. يتوفر العناصر بأقطار وأطوال مختلفة، حسب متطلبات التطبيق.
عناصر التسخين بشكل "U" من موزي 2 مصممة للتطبيقات التي تتطلب توزيعًا متساويًا للحرارة. شكل "U" يسمح بوجود مساحة سطح تسخين أكبر، مما يساعد في توزيع الحرارة بالتساوي في الفرن. يتكون العنصر من طرفين باردين (Lu) وقسم ساخن بشكل "U" (Le). الأطراف الباردة ذات قطر مضاعف للقسم الساخن وتتصل بواسطة لحام.
يُستخدم شكل "U" بشكل شائع في إنتاج الزجاج والسيراميك وصناعة المعادن.
عناصر التسخين بشكل "W" من موزي 2 مصممة لتطبيقات درجات الحرارة العالية حيث يتطلب مستوى عالٍ من مقاومة الصدمات الحرارية. الشكل الفريد لحرف "W" يسمح للعنصر بالتمدد والانكماش بحرية أكبر، مما يقلل من احتمال حدوث تشقق أو كسر نتيجة للإجهاد الحراري.
يُستخدم شكل "W" بشكل شائع في صناعة الشرائح الإلكترونية وتطبيقات درجات الحرارة العالية الأخرى.
عناصر التسخين بشكل "L" من موزي 2 تُستخدم في التطبيقات حيث يكون المساحة محدودة أو حيث يتطلب نمط تسخين محدد. الشكل "L" يسمح بتوجيه العنصر بطريقة تزيد من كفاءته الحرارية بحيث يتم تقليل مساحة الأثر البصري له.
شكل "L" يُستخدم عادة في إنتاج السيراميك والزجاج وصناعة المعادن.
عناصر التسخين بشكل زوجي مزدوج من موزي 2 مصممة للتطبيقات التي تتطلب درجة أعلى من كفاءة التسخين. التصميم المزدوج للزوجي يسمح بوجود مساحة سطح تسخين أكبر، مما يزيد من القدرة الحرارية الإجمالية للعنصر.
الزوجي المزدوج يُستخدم عادة في إنتاج الشرائح الإلكترونية والمكونات الإلكترونية وتطبيقات درجات الحرارة العالية الأخرى.
ملحوظة: لمزيد من التفاصيل، يرجى الرجوع إلى هذا المقال:https://sicelement.com/different-shapes-of-mosi2-heating-elements/
عنصر التسخين MoSi2 له شكل أنبوبي طويل ونحيف مع طرفين. يتكون جسم عنصر التسخين من مواد خزفية كثيفة، والتي تصنع من MoSi2 عالي النقاء يتم تصنيعها عند درجات حرارة عالية ولها نقطة انصهار عالية ومقاومة جيدة للأكسدة.
يتم تغليف نواة الموليبدينوم بالزجاج الكوارتز. تصبح العناصر تقريبًا سائلة عندما تقترب من درجة الحرارة القصوى، ويتفاعل سطح الزجاج مع الأكسجين في الجو لتكوين طبقة متجددة من الزجاج الواقي على سطح العنصر.
الطرفين اللذين يتصلون بعنصر التسخين مصنوعين من مواد معدنية مثل سبيكة النيكل-كروم (NiCr) أو سبيكة التنغستن-الرينيوم (Re). هذه المواد تتمتع بتوصيل كهربائي جيد واستقرار حراري ويمكنها نقل الطاقة الكهربائية بكفاءة إلى طاقة حرارية.
عناصر التسخين MoSi2 تعمل بناءً على مبدأ التسخين بالمقاومة الكهربائية. عند تمرير تيار كهربائي من خلال عنصر التسخين MoSi2، يتولد حرارة بسبب مقاومة المادة.
الحرارة التي تولدها عنصر التسخين MoSi2 تتناسب مع كمية التيار الكهربائي الذي يمر به، مما يسمح بالتحكم الدقيق في درجة الحرارة.
عناصر التسخين MoSi2 تتمتع بثبات جيد وقوة ميكانيكية عند درجات حرارة عالية، ويمكنها الحفاظ على أداء مستقر على المدى الطويل عند درجات حرارة عالية. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع عناصر التسخين MoSi2 أيضًا بمقاومة ممتازة للأكسدة ومقاومة للتآكل، لذا فهي تتميز بعمر خدمة طويل عند الاستخدام عند درجات حرارة عالية.
عناصر التسخين موزي 2 مكلفة نسبيًا وتتطلب تكاليفًا عالية، وهي أيضًا عرضة للصدمات الميكانيكية أو الصدمات الحرارية، مما يمكن أن يؤدي إلى مشاكل مثل الكسر.
عناصر التسخين MoSi2 تتميز بدرجة حرارة تشغيل أعلى وعمر خدمة أطول واستقرار أفضل مقارنةً بعناصر التسخين بسلك المقاومة. عنصر التسخين بسلك المقاومة نسبياً رخيص، ولكنه يتلف بسهولة بسبب التحميل الزائد، ويمكن أن يواجه مشكلات مثل الأكسدة والتكسر عند درجات حرارة عالية.
كلاً من عناصر التسخين MoSi2 وعناصر التسخين بالسيليكون كربيد لديها استقرار وقوة ميكانيكية عند درجات حرارة عالية، ولكن عناصر التسخين MoSi2 تتمتع بمقاومة أفضل للأكسدة والتآكل مقارنة بعناصر التسخين بالسيليكون كربيد، لذا فهي تدوم لفترة أطول عند درجات حرارة عالية. ومع ذلك، سعر عناصر التسخين MoSi2 نسبياً مرتفع، بينما تكون تكلفة عناصر التسخين بالسيليكون كربيد منخفضة نسبياً.
يمكن استخدام عناصر التسخين MoSi2 على نطاق واسع في تطبيقات مثل السنترة ومعالجة الحرارة للسيراميك، والمغناطيس، والزجاج، وصناعة المعادن، والمواد الحرارية، وغيرها. وخصوصاً، عنصر التسخين MoSi2 هو العنصر الحراري اللازم في عملية السنترة للسيراميك عالي الأداء، وتركيبات البلورة الاصطناعية عالية المستوى، والهياكل السيراميكية المعقدة، وألياف الزجاج، وألياف البصريات، فضلاً عن الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة، وهو أفضل منتج صديق للبيئة في مجال التدفئة في القرن الواحد والعشرين.
نشرح أدناه بشكل رئيسي تطبيق عناصر التسخين في الصناعة والتطبيق في المختبر والبحث.
تُستخدم عناصر التسخين MoSi2 على نطاق واسع في مختلف الصناعات مثل صناعة المعادن والزجاج والسيراميك وتصنيع النصف موصلات بسبب استقرارها عند درجات الحرارة العالية وعمر خدمتها الطويل ومقاومتها الممتازة للأكسدة. يتم استخدامها في أفران درجات حرارة عالية، وأفران الخزف، والأفران لعمليات مثل السنترة، ومعالجة الحرارة، والتلدين، والتليين.
كما يتم استخدام عناصر التسخين MoSi2 في إعدادات المختبر والبحث لإجراء التجارب والاختبارات عند درجات حرارة عالية. يتم استخدامها في أفران وأفران درجات الحرارة العالية لعمليات مثل نمو البلورات، وتخليق المواد، والتحليل الحراري. تُفضل عناصر التسخين MoSi2 لاستقرارها وتوحيدها في التسخين، وهو أمر حاسم في العديد من تطبيقات البحث.
أقصى درجة حرارة للعنصر: 1700 درجة مئوية (3092℉)
معظم أنواع الأفران الصناعية لعلاج الحرارة، والتشكيل، والسنترة، وصهر وتصفية الزجاج، واستخدامها في الأنابيب الإشعاعية.
أقصى درجة حرارة للعنصر: 1800 درجة مئوية (3272℉)
أفران المختبرات، وأجهزة الاختبار، وأفران الإنتاج عالية الحرارة للسنترة.
أفران المختبرات، وأجهزة الاختبار، وأفران إنتاج السنترة عالية الحرارة تصل إلى 1800 درجة مئوية (3272 °F) درجة حرارة الفرن.
مقاومة الأوكسجين في درجات حرارة عالية: في الغلاف الجوي المؤكسد، تتكون طبقة من الفيلم الواقي المُكوَّن من الكوارتز المُدمَّج (SiO2) على سطح العنصر بسبب الاحتراق عند درجة حرارة عالية، مما يمنع Mosi2 من التأكسد المستمر.
عندما تكون درجة حرارة العنصر أعلى من 1700 درجة مئوية (3092 °F)، سيتم انصهار الفيلم الواقي من SiO2 لأن نقطة انصهاره 1710 درجة مئوية (3110℉) وسيتم انصهار SiO2 إلى قطرات مذابة بسبب تأثير تمدده السطحي، مما يؤدي إلى فقدان قدرته الواقية. في الغلاف الجوي المؤكسد، عندما يتم استخدام العنصر بشكل مستمر، يتم تكوين الفيلم الواقي مرة أخرى.
يجب ألا يتم استخدام عنصر التسخين MoSi2 في درجات حرارة تتراوح بين 400 درجة مئوية (752 درجة فهرنهايت) و 700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت) لفترة طويلة، وإلا سيتم حرق العنصر بفعل وظيفة الأكسدة القوية في درجة حرارة منخفضة.
وبناءً على الهيكل ودرجة الحرارة والبيئة، يعتبر اختيار تحميل سطح العنصر الصحيح هو العنصر الرئيسي للحصول على أطول عمر ممكن. ويتم ذلك استناداً إلى درجة حرارة العنصر في ظروف عدم التداخل مع إشعاع الحرارة، ودرجة حرارة العنصر وتحميل سطحه، حيث تشير الجزء المظلل إلى نطاق درجة الحرارة الشائع لتحميل السطح.
| درجة حرارة الفرن (°C) | 1400 | 1500 | 1600 | 1650 | 1700 |
| حمل السطح في المنطقة الساخنة (واط/سم²) | <18 | <15 | <12 | <10 | <8 |
عناصر Moly-D هي عناصر ذات جهد منخفض وتيار عالي. فيما يلي الحد الأقصى الموصى به للتيار لكل قطر قياسي للمنطقة الساخنة. يمكن للمناطق الساخنة أن تتحمل المزيد من الطاقة ولكن الأطراف الباردة تتجاوز عادة درجة الحرارة وتسبب فشل الحزام والمشبك.
| قطر المنطقة الساخنة بالملم | 3 | 4 | 6 | 9 | 12 |
| التيار الكهربائي بالأمبير | 75 | 115 | 200 | 365 | 560 |
مقاومة العنصر ترتفع بسرعة مع ارتفاع درجة الحرارة، وتحت الظروف التشغيلية العادية، عادة ما لا تتغير مقاومة العنصر مع تغيير وقت التطبيق. لذلك يمكن استخدام العناصر القديمة والجديدة معًا.
عنصر التسخين من نوع MoSi2 هو مشع بالمقاومة الذي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية وفقًا لقانون جول W = I^2R. حيث W = القوة بواط، I = التيار بأمبير، R = المقاومة بأوم.
ثنائي سيليكيد الموليبدينوم يزيد في المقاومة بمعامل يقرب من 10 بين 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) و1800 درجة مئوية (3272 درجة فهرنهايت). لذلك يجب معرفة درجة حرارة المنطقة الساخنة قبل تحديد مقاومة المنطقة الساخنة.
عنصر ثنائي سيليكيد الموليبدينوم (MoSi2) هو عنصر عالي الحرارة يعمل بشكل جيد ويوفر عمر خدمة طويل عند درجة حرارته المقررة التي تبلغ 1710 درجة مئوية (3110 درجة فهرنهايت) أو 1800 درجة مئوية (3272 درجة فهرنهايت). لذا، نوصي بتصميم درجات حرارة العنصر على أن تكون 1675 درجة مئوية (3047 درجة فهرنهايت) للدرجة 1700 و 1775 درجة مئوية (3227 درجة فهرنهايت) للدرجة 1800.
قيم المقاومة لكل ملم من الطول لأقطار العناصر القياسية عند 1675 درجة مئوية (3047 درجة فهرنهايت) و 1775 درجة مئوية (3227 درجة فهرنهايت) موضحة في الجدول التالي.
| ساخن | المقاومة بواحدة من الأوم في كل ملم من الطول 1675 درجة مئوية و1775 درجة مئوية | |
| قطر القسم | 1675 درجة مئوية (3047 درجة فهرنهايت) | 1775 درجة مئوية (3227 درجة فهرنهايت) |
| 3 | 0.00493 | 0.000523 |
| 4 | 0.000277 | 0.000294 |
| 6 | 0.000123 | 0.000131 |
| 9 | 0.000054 | 0.000058 |
| 12 | 0.00003 | 0.000032 |
| البيئة | 1700 | 1800 | 1850 | 1900 |
| الهواء | 1700 | 1800 | 1830 | 1850 |
| النيتروجين | 1600 | 1700 | 1700 | 1700 |
| الأرجون، الهيليوم | 1600 | 1700 | 1700 | 1700 |
| الهيدروجين الجاف (نقطة الندى) -80 درجة مئوية (176 درجة فهرنهايت) | 1150 | 1150 | 1150 | 1150 |
| الهيدروجين الرطب (نقطة الندى) -20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) | 1450 | 1450 | 1450 | 1450 |
| الإكسوغاز (مثل 10٪ أول أكسيد الكربون)2, 50% CO, 15%H2) | 1600 | 1700 | 1700 | 1700 |
| إكسوغاز (مثل 40٪ أول أكسيد الكربون)2, 20% CO) | 1400 | 1450 | 1450 | 1450 |
| أمونيا متصدعة ومحترقة جزئياً (8٪ هيدروجين)2) | 1400 | 1450 | 1450 | 1450 |
عندما تكون العناصر جديدة (تم استخدامها للمرة الأولى) يجب أن يتم تسخينها إلى درجة حرارة عنصرية تبلغ 1200 درجة مئوية (2192 درجة فهرنهايت) أو أعلى بسرعة في الهواء. إذا تم تشغيلها عند درجة حرارة سطحية تتراوح بين 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) و700 درجة مئوية (1292 درجة فهرنهايت) لأي مدة من الزمن قبل تكوين الطلاء، ستتم تدمير العناصر.
بعد تكوين الطلاء، يمكن تشغيل العنصر عند درجات حرارة منخفضة طالما يظل الطلاء سليمًا.
لتجنب زيادات التيار العالية التي قد تتسبب في تلف عناصر التسخين من MoSi2، يُوصى باتباع الإجراءات التالية كإجراء بدء التشغيل:
| فرن صغير (قوة 100 كيلو وات) | فرن كبير (قوة 100 كيلو وات - 500 كيلو وات) | ||
| درجة حرارة الفرن بالدرجات مئوية | الجهد الكهربائي | درجة حرارة الفرن بالدرجات مئوية | الجهد الكهربائي |
| 20-150 | 1/3 | 20-300 | 1/3 |
| 150-500 | 2/3 | 300-700 | 2/3 |
| 500 - درجة حرارة العمل | كامل | درجة الحرارة أثناء العمل 700 | كامل |
| ملاحظة: يجب أن يتم نقل التروس بسرعة، وإلا قد تسبب التيارات العالية تلفًا. | |||
اقرأ المزيد:
كيفية حساب القدرة على عنصر تسخين Mosi2 بشكل U؟
هل يمكن لعنصر موزي2 استبدال عناصر التسخين من السيليكون كربيد؟
تركيب وصيانة عناصر تسخين Mosi2
أ. اختيار الحجم والشكل المناسب: اختيار الحجم والشكل المناسب أمور مهمة جدًا عند اختيار عنصر تسخين Mosi2. العوامل التي يجب مراعاتها تشمل حجم الغرفة أو الفرن الذي يتم فيه التسخين، ودرجة حرارة الفرن المطلوبة، وتوزيع الحرارة حتى.
ب. انتباه إلى القدرة المقدرة والجهد لعنصر التسخين: يجب أيضًا مطابقة القدرة المقدرة والجهد لعنصر التسخين Mosi2 مع الفرن لضمان التوافق مع إمدادات الطاقة ونظام التحكم. يمكن أن يؤدي تحميل عنصر التسخين بشكل زائد إلى فشله مبكرًا، في حين يمكن أن يؤدي تحميله بشكل دون الحد الأدنى إلى تسخين غير كاف.
ج. اختيار وحدة التحكم في التسخين المناسبة: اختيار وحدة التحكم المناسبة مهم أيضًا لضمان التشغيل الفعال لعناصر التسخين Mosi2. اختيار وحدة التحكم الصحيحة يعتمد على النطاق درجة الحرارة المطلوب، وسرعة التسخين، ومستوى الدقة والتحكم المطلوب.
شركة Sunshine هي مورد ومصنع ذو خبرة عديدة في إنتاج عناصر التسخين، والتسخين الفعّال وذو العمر الطويل هما تخصصاتنا.
نحن نبيع مكونات MoSi2 بأسعار معقولة، ونقدم خدمة ما بعد البيع الممتازة والإرشاد التقني.
للشراء بالجملة، يرجى التواصل معنا، ستحصل على سعر يرضيك.
