Los elementos calefactores MoSi2 son elementos calefactores de resistencia compuestos por MoSi2 y aditivos cerámicos. Estos elementos pueden alcanzar temperaturas de hasta 1900°C (3452°F). Tienen una alta densidad, una larga vida útil y se pueden personalizar en diversas formas geométricas.
¿Qué es un elemento calefactor MoSi2?
El elemento calefactor MoSi es un tipo de elemento calefactor de resistencia básicamente hecho de molibdeno disilicida pura, es un material de alta densidad. Forma una densa capa protectora de cerámica de cuarzo en la superficie a alta temperatura para protegerse de la oxidación y tiene una fuerte resistencia a la oxidación.
La capa protectora de MoSi2 tiene una fuerte capacidad regenerativa en condiciones de ambiente oxidante y alta temperatura. A pesar de su apariencia robusta, los elementos calefactores de molibdeno disilicida son un material frágil y parecido al vidrio con baja resistencia al choque mecánico.
Temperatura de calefacción del elemento calefactor MoSi2
En atmósfera oxidante, la temperatura máxima del Elemento Calefactor MoSi2 puede alcanzar los 1900 °C (3452℉) y su temperatura aplicable es de 500 °C a 1850 °C (932 ℉ a 3362 ℉).
Básicamente, la temperatura máxima del elemento siempre es 100 °C (212 ℉) más alta que la temperatura máxima nominal del horno, por lo que, por ejemplo, utilizamos elementos de 1800 °C (3272℉) en nuestros hornos de 1700 °C (3092℉).
Los elementos calefactores de MoSi2 están disponibles en las siguientes formas comunes:
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- Elemento calefactor en forma de U de MoSi2
Los elementos calefactores Mosi2 en forma de U están diseñados para aplicaciones donde se requiere una distribución uniforme del calor. La forma en U permite una mayor superficie de calentamiento, lo que ayuda a distribuir el calor de manera uniforme en todo el horno. El elemento consta de dos extremos fríos (Lu) y una sección caliente en forma de U (Le). Los extremos fríos tienen el doble de diámetro que la sección caliente y están unidos por soldadura.
La forma en U se utiliza comúnmente en la producción de vidrio, cerámica y metalurgia.
- Elemento calefactor en forma de W de MoSi2
Los elementos calefactores Mosi2 en forma de W están diseñados para aplicaciones de alta temperatura donde se requiere un alto grado de resistencia al choque térmico. La forma única en W permite que el elemento se expanda y contraiga más libremente, lo que reduce la probabilidad de agrietamiento o rotura debido al estrés térmico.
La forma en W se utiliza comúnmente en la industria de semiconductores y otras aplicaciones de alta temperatura.
- Elemento calefactor en forma de L de MoSi2
Los elementos calefactores Mosi2 en forma de L se utilizan en aplicaciones donde el espacio es limitado o donde se requiere un patrón de calentamiento específico. La forma en L permite que el elemento se coloque de manera que maximice su eficiencia de calentamiento mientras minimiza su huella.
La forma en L se utiliza comúnmente en la producción de cerámica, vidrio y metalurgia.
- Elemento calefactor de doble espiral de MoSi2
Los elementos calefactores Mosi2 de doble espiral están diseñados para aplicaciones donde se requiere un mayor grado de eficiencia en el calentamiento. El diseño de doble espiral permite una mayor área de superficie de calentamiento, lo que aumenta la capacidad de calentamiento general del elemento.
El diseño de doble espiral se utiliza comúnmente en la producción de semiconductores, componentes electrónicos y otras aplicaciones de alta temperatura.
El elemento calefactor de MoSi2 tiene una forma larga, delgada y tubular con dos terminales. El cuerpo del elemento calefactor está compuesto por un material cerámico denso, que está hecho de MoSi2 de alta pureza sinterizado a altas temperaturas y tiene un alto punto de fusión y buena resistencia a la oxidación.
El núcleo de molibdeno está recubierto con vidrio de cuarzo. Los elementos se vuelven casi líquidos a medida que se acercan a la temperatura máxima, y la superficie de vidrio reacciona con el oxígeno en la atmósfera del aire para formar una capa renovada de vidrio protector en la superficie del elemento.
Los dos terminales del elemento calefactor están hechos de materiales metálicos como la aleación de níquel-cromo (NiCr) o la aleación de tungsteno-renio (Re). Estos materiales tienen buena conductividad eléctrica y estabilidad térmica y pueden transferir eficientemente la energía eléctrica en energía térmica.
¿Cómo funcionan los elementos calefactores de MoSi2?
Los elementos calefactores de MoSi2 funcionan según el principio de calentamiento por resistencia eléctrica. Cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través del elemento calefactor de MoSi2, este genera calor debido a la resistencia del material.
El calor generado por el elemento calefactor Mosi2 es proporcional a la cantidad de corriente eléctrica que pasa a través de él, lo que permite un control preciso de la temperatura.
Ventajas y desventajas de los elementos calefactores de MoSi2:
Ventajas
Los elementos calefactores Mosi2 tienen buena estabilidad y resistencia mecánica a altas temperaturas, y pueden mantener un rendimiento estable a largo plazo a altas temperaturas. Además, los elementos calefactores Mosi2 también tienen una excelente resistencia a la oxidación y a la corrosión, por lo que tienen una larga vida útil cuando se utilizan a altas temperaturas.
Desventajas
Los elementos calefactores Mosi2 son relativamente caros y tienen costos elevados, y también son susceptibles a golpes mecánicos o choques térmicos, lo que puede provocar problemas como roturas.
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Comparación de los elementos calefactores de MoSi2 con otros tipos de elementos calefactores:
Elementos calefactores de MoSi2 vs. Elementos calefactores de alambre de resistencia:
Los elementos calefactores Mosi2 tienen una temperatura de funcionamiento más alta, una vida útil más larga y una mejor estabilidad que los elementos calefactores de alambre de resistencia. El elemento calefactor de alambre de resistencia es relativamente barato, pero es fácil de dañar debido a la sobrecarga y es propenso a problemas como la oxidación y la fractura a altas temperaturas.
Elementos calefactores de MoSi2 vs. Elementos calefactores de SiC:
Tanto los elementos calefactores Mosi2 como los elementos calefactores de carburo de silicio tienen estabilidad y resistencia mecánica a altas temperaturas, pero los elementos calefactores Mosi2 tienen una mejor resistencia a la oxidación y la corrosión que los elementos calefactores de carburo de silicio, por lo que duran más a altas temperaturas. Sin embargo, el precio de los elementos calefactores Mosi2 es relativamente alto, mientras que el costo de los elementos calefactores de SiC es relativamente bajo.
Aplicaciones de los elementos calefactores de MoSi2:
Los elementos calefactores Mosi2 se pueden utilizar ampliamente en aplicaciones como la sinterización y el tratamiento térmico de cerámica, imanes, vidrio, metalurgia, refractarios, etc. Especialmente, el calentador Mosi2 es el elemento calefactor necesario en el proceso de sinterización de cerámica de alto rendimiento, cristales sintéticos de alto rango, cermet de estructura sofisticada, fibra de vidrio, fibra óptica y acero de aleación de alto rango, y es el mejor producto para el medio ambiente en la zona de calefacción en el siglo XXI.
Adecuado para el horno de alta temperatura intermitente con calentamiento y enfriamiento frecuentes.
Adecuado para hornos dentales sin decoloración, aplicaciones de ciclos térmicos rápidos.
Adecuado para productos sinterizados con un campo térmico del entorno estricto.
A continuación, explicamos principalmente la aplicación de elementos calefactores en la industria y la aplicación en laboratorios e investigaciones.
Aplicaciones industriales
Los elementos calefactores Mosi2 se utilizan ampliamente en diversas industrias como la metalurgia, el vidrio, la cerámica y la fabricación de semiconductores debido a su estabilidad a altas temperaturas, larga vida útil y excelente resistencia a la oxidación. Se utilizan en hornos, hornos y hornos de alta temperatura para procesos como sinterización, tratamiento térmico, recocido y fundición.
Aplicaciones en laboratorios e investigación
Los elementos calefactores Mosi2 también se utilizan en entornos de laboratorio e investigación para experimentos y pruebas a alta temperatura. Se utilizan en hornos y hornos de alta temperatura para procesos como el crecimiento de cristales, la síntesis de materiales y el análisis térmico. Los elementos calefactores Mosi2 son preferidos por su estabilidad y uniformidad de calentamiento, lo que es crucial en muchas aplicaciones de investigación.
Grados de elementos calefactores de MoSi2:
Elemento calefactor de grado 1700 de MoSi2
Temperatura máxima del elemento: 1700 °C (3092 ℉)
Aplicaciones generales
Se utilizan en la mayoría de los tipos de hornos industriales para tratamientos térmicos, forja, sinterización, fusión y refinación de vidrio, y en tubos radiantes.
Elemento calefactor MoSi2 de grado 1800
Temperatura máxima del elemento: 1800 °C (3272℉)
Aplicaciones generales
Hornos de laboratorio, equipos de prueba y hornos de producción de sinterización a alta temperatura.
Los elementos calefactores MoSi2 de grado 1700 y 1800 tienen algunas ventajas comunes:
El producto tiene la capacidad de resistir la oxidación y de repararse automáticamente, es adecuado para su uso continuo en cualquier tipo de atmósfera oxidante.
El producto se moldea en un proceso de trabajo en caliente, lo que mantiene el material base con buena tenacidad y plasticidad a alta temperatura. La figura geométrica, el estándar y las dimensiones son canónicos, se pueden producir formas y dimensiones especiales para satisfacer los requisitos del cliente.
Debido a la tecnología especial, el punto de soldadura es rápido y resistente a los impactos, lo que reduce drásticamente la probabilidad de daño del punto de soldadura por corriente eléctrica, así como el tránsito y la instalación.
Se utiliza una tecnología especial para los calentadores, que vienen con una capa protectora compacta y tienen un excelente rendimiento en hornos eléctricos sin oxidación.
Los elementos nuevos y antiguos pueden operarse en el mismo grupo de control.
La alta potencia permite aumentos rápidos en la temperatura del horno.
Elemento calefactor MoSi2 de grado 1850
Las propiedades únicas
Elemento calefactor de MoSi2 de alta temperatura para varios hornos eléctricos.
Temperatura máxima del elemento: 1850°C (3362 °F), funcionamiento seguro para temperatura de funcionamiento: 1750 ℃ (3182 ℉).
Una larga vida útil y facilidad de reemplazo contribuyen a una alta utilización del horno y costos de mantenimiento bajos.
Los elementos nuevos y viejos pueden utilizarse juntos y en serie.
Pueden disipar una carga de alta potencia.
Se pueden utilizar de manera continua o intermitente.
Proporcionan un rápido aumento de la temperatura del horno.
Aplicaciones generales
Hornos de laboratorio, equipos de prueba y hornos de producción de sinterización a alta temperatura de hasta 1800 °C (3272 °F).
Elemento calefactor MoSi2 de grado 1900
Temperatura máxima de trabajo: 1850 ℃ (3362 °F), funcionamiento seguro para una temperatura de funcionamiento de 1750 ℃ (3182 °F).
Los elementos pueden utilizarse a una temperatura superficial de hasta 1900 ℃ (3452 °F), a temperaturas de horno controladas de hasta 1750 ℃ (3182 °F) en atmósferas oxidantes. Se recomiendan temperaturas más bajas en atmósferas reductoras.
La alta densidad del producto de SUNSHINE aumenta su conductividad eléctrica. Las características de calentamiento más rápido y bajo consumo de energía reducen el costo de producción.
Buena calidad de apariencia y tenacidad, alta resistencia mecánica.
Aplicaciones generales: Elemento calefactor de MoSi2 de alta temperatura para diversos hornos eléctricos.
Características
Características físicas
Densidad de volumen: 5g/cm³
Resistencia a la flexión: 15-25kg/cm³
Dureza Vickers (HV): 570kg/mm²
Porosidad: 4%
Absorción de agua: 2%
Tasa de elongación térmica: 4%
Características químicas
Resistencia al oxígeno a alta temperatura: en atmósfera oxidante, se forma una capa compacta de cuarzo (SiO2) en la superficie del elemento debido a la combustión a alta temperatura, lo que evita la oxidación continua de Mosi2.
Cuando la temperatura del elemento es superior a 1700 °C (3092 °F), la película protectora de sio2 se fundirá porque su punto de fusión es 1710 ℃ (3110℉) y el sio2 se fundirá en gotas fundidas debido a la acción de su extensión superficial, lo que provoca la pérdida de su capacidad protectora. En atmósfera oxidante, cuando el elemento se utiliza de manera continua, la película protectora se forma nuevamente.
El elemento calefactor de MoSi2 no debe utilizarse a temperaturas entre 400 °C (752 °F) y 700 °C (1292 °F) durante mucho tiempo, de lo contrario, el elemento se quemará bajo la fuerte función oxidante a baja temperatura.
Carga superficial
Según la estructura, la temperatura y la atmósfera, la elección correcta de la carga superficial de los componentes es el elemento clave para una vida útil máxima, basada en la temperatura de los componentes en circunstancias no cruzadas de radiación térmica, la temperatura y la carga superficial de los componentes, la parte sombreada para la carga superficial común - el rango de temperatura.
Carga superficial
Temperatura del horno (°C)
1400
1500
1600
1650
1700
Carga superficial de la zona caliente (w/cm²)
<18
<15
<12
<10
<8
Carga superficial del elemento calefactor MoSi2
Amperios máximos
Los elementos Moly-D son elementos de alta corriente y baja tensión. A continuación se muestra la corriente máxima recomendada para cada diámetro estándar de la zona caliente. Las zonas calientes pueden soportar más potencia, pero las partes frías tienden a sobrecalentarse y causar fallos en las correas y abrazaderas.
Diámetro de la zona caliente en mm
3
4
6
9
12
Corriente en amperios
75
115
200
365
560
Amperios máximos recomendados
Características de resistencia
La resistividad del elemento aumenta rápidamente a medida que aumenta la temperatura, bajo condiciones de funcionamiento normales, generalmente la resistencia del elemento no cambia con el tiempo de aplicación. Por lo tanto, los elementos antiguos y nuevos se pueden utilizar juntos.
Características de la resistencia
El elemento calefactor Mosi2 es un calentador tipo resistencia que convierte la energía eléctrica en energía térmica según la Ley de Joule W=I2R. W = Potencia en vatios, I = Corriente en amperios, R = Resistencia en ohmios.
El disiliciuro de molibdeno aumenta su resistencia en un factor de aproximadamente 10 entre 20 °C (68℉) y 1800 °C (3272 °F). Por lo tanto, la temperatura de la zona caliente debe conocerse antes de que se pueda determinar la resistencia de la zona caliente.
El elemento Mosi2 es un elemento de alta temperatura que funciona bien y tiene una larga vida útil a su temperatura nominal de 1710 °C (3110 °F) o 1800 °C (3272 °F). Por lo tanto, recomendamos diseñar para temperaturas de elemento de 1675 ºC (3047℉) para el grado 1700 y 1775 °C (3227℉) para el grado 1800.
Los valores de resistencia por 1 mm de longitud para diámetros de elementos estándar a 1675 °C (3047 °F) y 1775 °C (3227 °F) se muestran en la siguiente tabla.
Resistencia en ohmios por mm de longitud a 1675℃ y 1775℃.
Caliente
Resistencia en ohmios por mm de longitud a 1675℃ y 1775℃.
Diámetro de la Sección
1675℃ (3047 °F)
1775℃ (3227 °F)
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
Indicaciones en diferentes atmósferas.
Atmósfera
1700
1800
1850
1900
Aire
1700
1800
1830
1850
Nitrógeno
1600
1700
1700
1700
Argón, Helio
1600
1700
1700
1700
Hidrógeno Seco (punto de rocío) -80℃ (176℉)
1150
1150
1150
1150
Hidrógeno Húmedo (punto de rocío) -20℃ (68℉)
1450
1450
1450
1450
Exogás (por ejemplo, 10% CO2, 50% CO, 15% H2)
1600
1700
1700
1700
Exogás (por ejemplo, 40% CO2, 20% CO)
1400
1450
1450
1450
Amoníaco agrietado y parcialmente quemado (8% H2)
1400
1450
1450
1450
Consejos para usuarios primerizos
Cuando los elementos son nuevos (primer uso), deben llevarse a una temperatura del elemento de 1200 °C (2192°F) o superior rápidamente en el aire. Si se operan a una temperatura superficial en el rango de 500 °C (932 °F) a 700 °C (1292 °F) durante algún tiempo antes de que se forme el esmalte, los elementos se destruirán.
Después de que se forme el esmalte, el elemento se puede operar a bajas temperaturas siempre que el esmalte esté intacto.
Avisos para la operación del horno
Para evitar sobretensiones de corriente elevada que puedan causar daños a los elementos calefactores de MoSi2, se recomienda el siguiente procedimiento de arranque:
Pequeño Horno (Potencia 100KW)
Gran Horno (Potencia 100KW-500KW)
Temperatura del Horno °C
Voltaje
Temperatura del Horno °C
Voltaje
20-150
1/3
20-300
1/3
150-500
2/3
300-700
2/3
500-Temperatura de Trabajo
Completo
700-Temperatura de Trabajo
Completo
Nota: Cambiar de marcha debe hacerse rápidamente, de lo contrario, las sobretensiones de corriente elevada pueden causar daños.
a. ELIJA EL TAMAÑO Y LA FORMA ADECUADOS: Elegir el tamaño y la forma adecuados es muy importante al seleccionar un elemento calefactor de MoSi2. Los factores a considerar incluyen el tamaño de la cámara de calentamiento o el horno, la temperatura requerida del horno y la distribución uniforme del calor.
b. Preste atención a la potencia nominal y la tensión del elemento calefactor: La potencia nominal y la tensión del elemento calefactor de MoSi2 también deben coincidir con el horno para garantizar la compatibilidad con la fuente de alimentación y el sistema de control. Sobrecargar un elemento calefactor puede hacer que falle prematuramente, mientras que subdimensionar un elemento calefactor puede dar lugar a un calentamiento insuficiente.
c. Elegir el controlador de calefacción adecuado: Elegir el controlador adecuado también es muy importante para el funcionamiento eficiente de los elementos calefactores de MoSi2. Elegir el controlador correcto depende del rango de temperatura requerido, la velocidad de calentamiento y el nivel de precisión y control necesario.
Sunshine es un proveedor y fabricante con muchos años de experiencia en la producción de elementos calefactores, nuestra especialidad es la calefacción eficiente y de larga duración.
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