L'élément chauffant MoSi est essentiellement constitué de disiliciure de molybdène pur, c'est un matériau haute densité. Il forme une couche protectrice en céramique de quartz dense à haute température pour se protéger de l'oxydation et présente une forte résistance à l'oxydation.
La couche de protection du Mosi2 a une forte capacité de régénération en environnement oxydant et à haute température. Malgré leur aspect robuste, les éléments chauffants en molydisilicide sont constitués d'un matériau fragile et vitreux avec une faible résistance aux chocs mécaniques.
Dans une atmosphère oxydante, la température maximale de l'élément chauffant en MoSi2 peut atteindre 1900 ℃ (3452 ℉) et sa température applicable est de 500 ℃ à 1850 ℃ (932 ℉ à 3362 ℉).
En général, la température maximale de l'élément est toujours de 100 °C (212℉) supérieure à la température maximale nominale du four, donc par exemple, nous utilisons des éléments à 1800 °C (3272℉) dans nos fours à 1700 °C (3092℉).
Les éléments chauffants droits en Mosi2 sont la forme la plus courante et sont utilisés dans diverses applications, y compris la céramique, la métallurgie et le traitement thermique. Ils sont disponibles en différentes diamètres et longueurs, en fonction des besoins de l'application.
Les éléments chauffants en MoSi2 en forme de U sont conçus pour des applications nécessitant une distribution uniforme de la chaleur. La forme en U permet une plus grande surface de chauffage, ce qui aide à répartir uniformément la chaleur dans le four. L'élément se compose de deux extrémités froides (Lu) et d'une section chaude en forme de U (Le). Les extrémités froides ont un diamètre deux fois plus grand que la section chaude et sont fixées par soudure.
La forme en U est couramment utilisée dans la production de verre, de céramique et de métallurgie.
Les éléments chauffants en MoSi2 de forme en "W" sont conçus pour des applications à haute température nécessitant une grande résistance aux chocs thermiques. La forme unique en "W" permet à l'élément de se dilater et de se contracter plus librement, ce qui réduit le risque de fissuration ou de rupture due au stress thermique.
Les éléments chauffants en carbure de silicium de type W sont couramment utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs et d'autres applications à haute température.
Les éléments chauffants en forme de L en MoSi2 sont utilisés dans des applications où l'espace est limité ou où un motif de chauffage spécifique est requis. La forme en L permet à l'élément d'être positionné de manière à maximiser son efficacité de chauffage tout en minimisant son empreinte.
La forme en L est couramment utilisée dans la production de céramiques, de verre et de métallurgie.
Les éléments chauffants double spirale en MoSi2 sont conçus pour des applications nécessitant un degré plus élevé d'efficacité de chauffage. La conception double spirale permet une plus grande surface de chauffage, ce qui augmente la capacité de chauffage globale de l'élément.
Le double spirale est couramment utilisé dans la production de semi-conducteurs, de composants électroniques et d'autres applications à haute température.
Remarque : Pour plus de détails, veuillez consulter cet article :https://sicelement.com/different-shapes-of-mosi2-heating-elements/
L'élément chauffant en MoSi2 a une forme longue et mince en tube avec deux bornes. Le corps de l'élément chauffant est composé d'un matériau céramique dense, fabriqué à partir de MoSi2 de haute pureté fritté à haute température, et il a un point de fusion élevé ainsi qu'une bonne résistance à l'oxydation.
Le noyau de molybdène est revêtu de verre de quartz. Les éléments deviennent presque liquides à mesure qu'ils approchent de la température maximale, et la surface en verre réagit avec l'oxygène de l'atmosphère pour former un nouveau revêtement de verre protecteur à la surface de l'élément.
Les deux bornes de l'élément chauffant sont fabriquées en matériaux métalliques tels que l'alliage nickel-chrome (NiCr) ou l'alliage tungstène-rhénium (Re). Ces matériaux ont une bonne conductivité électrique et une stabilité thermique, ce qui leur permet de convertir efficacement l'énergie électrique en énergie thermique.
Les éléments chauffants MoSi2 fonctionnent sur le principe du chauffage par résistance électrique. Lorsqu'un courant électrique traverse l'élément chauffant MoSi2, il produit de la chaleur en raison de la résistance du matériau.
La chaleur générée par l'élément chauffant en Mosi2 est proportionnelle à la quantité de courant électrique qui le traverse, ce qui permet un contrôle précis de la température.
Les éléments chauffants en MoSi2 présentent une bonne stabilité et une bonne résistance mécanique à haute température, et ils peuvent maintenir des performances stables à long terme à haute température. De plus, les éléments chauffants en MoSi2 présentent également une excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion, ce qui leur confère une longue durée de vie lorsqu'ils sont utilisés à haute température.
Les éléments chauffants en MoSi2 sont relativement coûteux et présentent des coûts élevés, de plus, ils sont sensibles aux chocs mécaniques ou thermiques, ce qui peut entraîner des problèmes tels que la casse.
Les éléments chauffants en MoSi2 ont une température de fonctionnement plus élevée, une durée de vie plus longue et une meilleure stabilité que les éléments chauffants à fil résistant. Les éléments chauffants à fil résistant sont relativement peu coûteux, mais ils sont faciles à endommager en cas de surcharge et sont sujets à des problèmes tels que l'oxydation et la rupture à haute température.
Les éléments chauffants en MoSi2 et les éléments chauffants en carbure de silicium ont une stabilité et une résistance mécanique à haute température, mais les éléments chauffants en MoSi2 ont une meilleure résistance à l'oxydation et à la corrosion que les éléments chauffants en carbure de silicium, ce qui les rend plus durables à haute température. Cependant, le prix des éléments chauffants en MoSi2 est relativement élevé, tandis que le coût des éléments chauffants en SiC est relativement bas.
L'élément chauffant Mosi2 peut être largement utilisé dans des applications telles que le frittage et le traitement thermique de céramiques, d'aimants, de verre, de métallurgie, de réfractaires, etc. En particulier, le chauffage Mosi2 est l'élément chauffant requis dans le processus de frittage de céramiques de haute performance, de cristalloïdes synthétiques de haute qualité, de cermets à structure sophistiquée, de fibres de verre, de fibres optiques ainsi que d'acier allié de haute qualité, et c'est le meilleur produit respectueux de l'environnement dans la zone de chauffage au 21e siècle.
Ci-dessous, nous expliquons principalement l'application des éléments chauffants dans l'industrie et leur application en laboratoire et en recherche.
Les éléments chauffants MoSi2 sont largement utilisés dans diverses industries telles que la métallurgie, le verre, la céramique et la fabrication de semi-conducteurs en raison de leur stabilité à haute température, de leur longue durée de vie et de leur excellente résistance à l'oxydation. Ils sont utilisés dans les fours, les chaudières et les fours à haute température pour des processus tels que la frittage, le traitement thermique, le recuit et la fusion.
Les éléments chauffants en MoSi2 sont également utilisés en laboratoire et dans des environnements de recherche pour des expériences et des tests à haute température. Ils sont employés dans des fours et des étuves à haute température pour des processus tels que la croissance de cristaux, la synthèse de matériaux et l'analyse thermique. Les éléments chauffants en MoSi2 sont préférés pour leur stabilité et leur uniformité de chauffage, ce qui est crucial dans de nombreuses applications de recherche.
Température maximale de l'élément : 1700 °C (3092℉)
La plupart des types de fours industriels pour le traitement thermique, la forge, la frittage, la fusion et le raffinage du verre, ainsi que pour les tubes radiants.
Température maximale de l'élément : 1800 °C (3272℉)
Fours de laboratoire, équipements de test et fours de production de frittage haute température.
Fours de laboratoire, équipements de test et fours de production de frittage haute température jusqu'à 1800 °C (3272 °F) de température de four.
Résistance à l'oxygène à haute température : dans une atmosphère oxydante, une couche de film protecteur de quartz compact (SiO2) se forme à la surface de l'élément en raison de la combustion à haute température, empêchant ainsi la Mosi2 de s'oxyder continuellement.
Lorsque la température de l'élément est supérieure à 1700 °C (3092 °F), le film protecteur en SiO2 fondra car son point de fusion est de 1710 ℃ (3110 ℉) et le SiO2 fondra en gouttes fondues en raison de l'action de son extension de surface, ce qui entraîne une perte de sa capacité protectrice. Dans une atmosphère oxydante, lorsque l'élément est utilisé en continu, le film protecteur se reconstitue.
Il est important de noter que l'élément chauffant en MoSi2 ne doit pas être utilisé à des températures comprises entre 400 °C (752 °F) et 700 °C (1292 °F) pendant une longue période, car dans ces conditions, l'élément peut être fortement oxydé à basse température, ce qui peut entraîner sa détérioration ou sa combustion.
Selon la structure, la température et l'atmosphère, le choix correct de la charge de surface des composants est l'élément clé pour obtenir la durée de vie la plus longue, en fonction de la charge de surface thermique des composants, de la température non croisée et de la charge de surface des composants, la partie ombragée correspond à la charge de surface commune - la plage de température.
| Température du four (°C) | 1400 | 1500 | 1600 | 1650 | 1700 |
| Charge de surface de la zone chaude (W/cm²) | <18 | <15 | <12 | <10 | <8 |
Les éléments Moly-D sont des éléments basse tension haute intensité. Ci-dessous, la courant maximal recommandé pour chaque diamètre standard de zone chaude. Les zones chaudes peuvent accepter plus de puissance, mais les extrémités froides ont tendance à surchauffer et à provoquer une défaillance des sangles et des pinces.
| Diamètre de la zone chaude en mm | 3 | 4 | 6 | 9 | 12 |
| Courant en ampères | 75 | 115 | 200 | 365 | 560 |
La résistivité de l'élément augmente rapidement avec l'augmentation de la température. Dans des conditions de fonctionnement normales, généralement, la résistance de l'élément ne change pas avec le temps d'utilisation. Par conséquent, les anciens et les nouveaux éléments peuvent être utilisés ensemble.
L'élément chauffant en Mosi2 est un type de résistance qui convertit l'énergie électrique en énergie thermique selon la loi de Joule : W=I2R. Où W représente la puissance en watts, I représente le courant en ampères et R représente la résistance en ohms.
Le disilicide de molybdène augmente sa résistance d'un facteur d'environ 10 entre 20 °C (68℉) et 1800 °C (3272 °F). Par conséquent, la température de la zone chaude doit être connue avant que la résistance de la zone chaude puisse être déterminée.
L'élément MoSi2 est un élément haute température qui fonctionne bien et offre une longue durée de vie à sa température nominale de 1710 °C (3110 °F) ou 1800 °C (3272 °F). Par conséquent, nous recommandons de concevoir à des températures d'élément de 1675 ºC (3047℉) pour la qualité 1700 et de 1775 °C (3227℉) pour la qualité 1800.
Les valeurs de résistance pour 1 mm de longueur pour les diamètres d'éléments standard à 1675 °C (3047 °F) et 1775 °C (3227 °F) sont indiquées dans le tableau suivant.
| Chaud | Résistance en ohms par millimètre de longueur à 1675℃ et 1775℃ | |
| Diamètre de section | 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 |
| Atmosphère | 1700 | 1800 | 1850 | 1900 |
| Air | 1700 | 1800 | 1830 | 1850 |
| Azote | 1600 | 1700 | 1700 | 1700 |
| Ar Ne Argon, Hélium | 1600 | 1700 | 1700 | 1700 |
| Hydrogène sec (point de rosée) -80℃ (176℉) | 1150 | 1150 | 1150 | 1150 |
| Hydrogène humide (point de rosée) -20℃ (68℉) | 1450 | 1450 | 1450 | 1450 |
| Exogaz (par exemple, 10 % de CO)2, 50% CO, 15%H2) | 1600 | 1700 | 1700 | 1700 |
| Exogaz (par exemple, 40 % de CO)2, 20% CO) | 1400 | 1450 | 1450 | 1450 |
| Ammoniac craquelé et partiellement brûlé (8% H2) | 1400 | 1450 | 1450 | 1450 |
Lorsque les éléments sont neufs (utilisés pour la première fois), ils doivent être rapidement portés à une température de l'élément de 1200 °C (2192 °F) ou plus dans l'air. Si ils sont utilisés à une température de surface comprise entre 500 °C (932 °F) et 700 °C (1292 °F) pendant une certaine période avant la formation du glaçage, les éléments seront détruits.
Une fois que le glaçage est formé, l'élément peut être utilisé à basse température tant que le glaçage reste intact.
Pour éviter les surtensions de courant élevé qui peuvent endommager les éléments chauffants en MoSi2, il est recommandé de suivre la procédure de démarrage suivante :
| Petit Four (Puissance 100 kW) | Grand Four (Puissance 100 kW-500 kW) | ||
| Température du four °C | Tension | Température du four °C | Tension |
| 20-150 | 1/3 | 20-300 | 1/3 |
| 150-500 | 2/3 | 300-700 | 2/3 |
| Température de travail à 500 | Complet | Température de travail de 700 | Complet |
| Remarque : Le passage des vitesses doit être effectué rapidement, sinon des pics de courant élevé peuvent causer des dommages. | |||
En savoir plus :
Comment calculer la puissance sur un élément chauffant en MoSi2 en forme de U ?
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Installation et Entretien des Éléments Chauffants MoSi2
a. CHOISISSEZ LA BONNE TAILLE ET LA BONNE FORME : Choisir la bonne taille et la bonne forme est très important lors de la sélection d'un élément chauffant en Mosi2. Parmi les facteurs à prendre en compte, on trouve la taille de la chambre de chauffage ou du four, la température requise du four, et la distribution uniforme de la chaleur.
b. Faites attention à la puissance nominale et à la tension de l'élément chauffant : La puissance nominale et la tension de l'élément chauffant MoSi2 doivent également correspondre au four pour assurer la compatibilité avec l'alimentation électrique et le système de contrôle. Surcharger un élément chauffant peut entraîner une défaillance prématurée, tandis que sous-dimensionner un élément chauffant peut entraîner un chauffage insuffisant.
c. Choix du bon régulateur de chauffage : Choisir le bon régulateur est également très important pour le fonctionnement efficace des éléments chauffants en MoSi2. Le choix du régulateur approprié dépend de la plage de température requise, de la vitesse de chauffage, et du niveau de précision et de contrôle requis.
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