Matériaux utilisés pour les éléments chauffants

De nombreux équipements de chauffage ou appareils tels queUn four électrique, un four électrique, des radiateurs électriques, etc. utilisent l'énergie électrique pour produire de la chaleur. Dans ces appareils ou ces appareils, l’élément chauffant est utilisé pour convertir l’énergie électrique sous forme de chaleur. le fonctionnement des éléments chauffants est basé sur l'effet de chauffage du courant électrique. Lorsqu'un courant traverse une résistance, il produit de la chaleur.
Pour produire de la chaleur, l’énergie électrique consommée par la résistance est donnée par,

Où,
«I» est le courant traversant la résistance (en A)
«R» est la résistance de l’élément (en Ω)
«T» est le temps (en secondes)

Les performances et la durée de vie de l'élément chauffant dépendent des propriétés du matériau utilisé pour l'élément chauffant. Les propriétés requises dans le matériau utilisé pour les éléments chauffants-

1. Point de fusion élevé.
2. Exempt d'oxydation en atmosphère ouverte.
3. Haute résistance à la traction.
4. Ductilité suffisante pour tirer le métal ou l'alliage sous forme de fil.
5. Résistivité élevée
6. Faible coefficient de résistance à la température.

Les matériaux suivants sont utilisés pour la fabrication des éléments chauffants.

1. Nichrome
2. Kanthal
3. Cupronickel
4. Platine

Nichrome

Composition de nichrome

Propriétés du nichrome

1. Résistivité: 40 µΩ -cm
2. Coefficient de température de résistance: 0.0004 /^oC
3. Point de fusion: 1400^oC
4. Densité: 8.4g / cm³
5. Haute résistance à l'oxydation

Utilisation de nichrome
Utilisé dans la fabrication d'éléments chauffants pour les appareils de chauffage et les fours électriques.
Remarque
Le nichrome est le matériau le mieux adapté et idéal pourfaire élément chauffant. C'est avoir une résistance relativement élevée. Lorsque l'élément chauffant est chauffé pour la première fois, le chrome de l'alliage réagit avec l'oxygène de l'atmosphère et forme une couche d'oxyde de chrome sur la surface extérieure de l'élément chauffant. Cette couche d'oxyde de chrome sert de couche protectrice pour l'élément et protège le matériau situé en dessous de cette couche contre l'oxydation, empêchant ainsi le fil de l'élément de se rompre et de se consumer. Les éléments chauffants en Nichrome peuvent être utilisés en fonctionnement continu à une température allant jusqu'à 1200^oC.

Kanthal

“Kantahl” est le nom de marque pour les alliages fabriqués à partir de fer-chrome-aluminium (Fe-Cr-Al). Ces alliages sont utilisés dans des applications à large plage de résistance et de chauffage.
Composition de Kanthal

Propriétés du Kanthal

1. Résistivité à 20^oC: 145 µΩ-cm
2. Coefficient de température de résistance à 20^oC: 0,000001 /^oC
3. Point de fusion: 1500^oC
4. Densité: 7.10 g / cm³
5. Haute résistance à l'oxydation

Utilisation de Kanthal
Utilisé dans la fabrication d'éléments chauffants pour les appareils de chauffage et les fours électriques.
Remarque
Lorsque l'élément en «Kanthal» est chauffépremière fois, l’alliage d’aluminium réagit avec l’oxygène de l’atmosphère et forme une couche d’oxydes d’aluminium sur l’élément chauffant. Cette couche d'oxydes d'aluminium est un isolant électrique mais présente une bonne conductivité thermique. Cette couche d'aluminium isolant électrique rend l'élément chauffant résistant aux chocs. Les éléments chauffants en Kanthal peuvent être utilisés pour un fonctionnement continu à une température maximale de 1400^oC. Il convient donc très bien à la fabrication d’éléments chauffants pour fours électriques utilisés pour le traitement thermique dans les industries de la céramique, de l’acier, du verre et de l’électronique.

Cupronickel

Le cupronickel est aussi appelé cuivre-nickel. C'est un alliage fabriqué en combinant du cuivre, du nickel et des éléments de renforcement tels que le fer et le manganèse.
Composition de Cupronickel

Propriétés du cupronickel

1. Résistivité à 20^oC: 50 µΩ-cm
2. Coefficient de température de résistance à 20-500^oC: 0,00006 /^oC
3. Point de fusion: 1280^oC
4. Densité: 8.86gm / cm³
5. Haute résistance à l'oxydation

Utilisation de Cupronickel
Utilisé dans la fabrication d'éléments chauffants pour les appareils de chauffage électriques et les fours, pour la fabrication de pièces de monnaie.
Remarque
Le cupronickel a une résistance électrique élevée, une ductilité élevée et une bonne résistance à la corrosion. Les éléments chauffants en «Cupronickel» peuvent être utilisés pour un fonctionnement continu à une température allant jusqu'à 600^oC.

Platine

Le platine est un élément chimique. C'est avoir le symbole chimique Pt et le numéro atomique. 78. Le platine est le métal le moins réactif. Il présente une résistance remarquable à la corrosion, même à haute température. Par conséquent, il est considéré comme un métal noble.
Propriétés du platine

1. Résistivité à 20^oC: 10,50 µΩ-cm
2. Coefficient de température de résistance à 20^oC: 0,00393 /^oC
3. Point de fusion: 1768.30^oC
4. Densité: 21.45gm / cm³
5. Haute résistance à l'oxydation
6. Haute ductilité
7. Très malléable
8. Bonne résistance mécanique
9. Bonne stabilité avec la température et le stress mécanique

Utilisation de platine

1. Le platine est un matériau incroyable avec une résistivité et un point de fusion élevés. Il est très bien adapté pour éléments chauffants électriques, rhéostats. Mais en raison de son coût très élevé, son utilisation en génie électrique est limitée aux fours de laboratoire fonctionnant à une température de 1300.^oC, rhéostats et thermomètres à résistance.
2. Le platine est un métal précieux, il est très populaire pour la fabrication de bijoux.
3. En médecine, le platine est utilisé en chimiothérapie pour le traitement de certains types de cancers.