提高硅碳棒的使用壽命并擴大其適用的溫度范圍
硅碳棒電加熱元件的應用目標是在高溫環(huán)境中,但其主要原料-硅碳棒材料為非氧化物材料,抗氧化性能不足,水蒸氣,堿,硫酸鹽等物質(zhì)將加速硅碳棒。材料的氧化失敗。因此,非常有必要提高SiC材料的抗氧化性和耐環(huán)境腐蝕性。它是目前非氧化物結(jié)構(gòu)材料的研究重點之一,也是陶瓷材料研究的熱點之一。目前,關于硅碳棒和復合材料的氧化和抗氧化涂層的報道越來越多,但是關于SiC電加熱元件的抗氧化涂層的研究卻很少。工業(yè)上常用的方法是使用MoSi:制備涂層,這可以提高硅碳棒的使用壽命并擴大其適用的溫度范圍,但是MoSi的高成本:在一定程度上限制了其使用。該主題旨在使用新材料來開發(fā)用于電加熱元件的硅碳棒抗氧化涂層,該涂層具有出色的抗氧化性,簡單的操作和低成本。如果成功,它將具有良好的市場推廣意義。
國內(nèi)外硅碳棒抗氧化涂料的研究現(xiàn)狀硅碳棒電加熱元件的化學成分與硅碳棒相似,其晶體結(jié)構(gòu)與硅碳棒相同,但由于其加工工藝硅碳棒電加熱元件的使用壽命不同,并且氣態(tài)介質(zhì)作用的不同也使其壽命不同。根據(jù)熱力學計算,硅碳棒在高溫氧化氣氛下是不穩(wěn)定的,但是很大程度上由于形成的二氧化硅保護膜的作用,它可以在高溫氧化氣氛下長時間使用。硅碳棒電加熱元件也以硅碳棒的性能在高溫下工作,正常工作溫度低于13000C,正常連續(xù)使用壽命通常高于2000h。
但是,硅碳棒電加熱元件的使用壽命長短主要取決于其使用條件,例如棒的使用溫度,元件加熱部分的表面負荷,爐內(nèi)氣氛(氧化或減少),間歇使用和正常連續(xù)使用以及組件的影響因素,例如串并聯(lián)連接。在上述因素中,溫度和氧化氣氛對SiC加熱元件的壽命影響最大。當在高于13000C的高溫氧化氣氛中使用時,由于強烈的氧化作用,很容易使SiC加熱元件燒壞,從而限制了它的更多應用。在高溫領域中廣泛應用的可能性。MoSi:加熱元件可在最高17500C的溫度下使用。原因是當在高溫氧化氣氛中使用時,表面可以玻璃化以形成明亮且致密的石英玻璃膜,該膜具有獨特的耐高溫氧化性??梢员Wo內(nèi)層的MoSi:不再繼續(xù)氧化。
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