Ultra{0}}300 darajadan yuqori haroratli ilovalarda plitalarni isitish uchun qanday materiallardan foydalaniladi?

Alyuminiy isitish plitalari (standart turdagi, PTFE bilan qoplangan) taxminan . 260 daraja bilan cheklangan. 300 daraja, 400 daraja yoki undan yuqori talab qilinadigan protseduralar uchun materiallarning alohida sinfi va isitgich texnologiyalari qo'llaniladi. Ultra{5}}yuqori haroratli isitish plitalari yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish, kompozit ishlov berish, shisha shakllantirish va yuqori haroratli materiallarni sinash kabi turli sohalarda muhim komponent hisoblanadi. Plitalar materiali va isitgich turini tanlash ishonchli ishlashni, issiqlikning bir tekis taqsimlanishini va kuchli termal stress ostida uzoq xizmat qilish muddatini kafolatlaydi.

Yuqori haroratli plitalar uchun material tanlash mezonlari
Traditional materials are no longer viable at >300 daraja: alyuminiy (erish nuqtasi 660 daraja, lekin 200 darajadan yuqori kuchini tezda yo'qotadi) va PTFE (maksimal doimiy foydalanish 260 daraja). Plastinka materiallarini tanlashning asosiy parametrlari:

Maksimal uzluksiz ishlash harorati - Material belgilangan haroratda mexanik kuchga va oksidlanishga yoki emirilishga qarshilikka ega bo'lishi kerak.

Issiqlik o'tkazuvchanligi - O'tkazuvchanlik qanchalik yuqori bo'lsa, plastinka bo'ylab haroratning bir xilligi shunchalik yaxshi bo'ladi.

Issiqlik kengayish koeffitsienti (CTE) - Haddan tashqari kuchlanishning oldini olish uchun o'rnatilgan isitgichlar va o'rnatish moslamalari bilan mos kelishi kerak.

Korroziyaga va oksidlanishga chidamliligi - Havo yoki qattiq texnologik atmosferalarda alohida ahamiyatga ega.

Narx va ishlov berish imkoniyati - Ishlab chiqarishning amaliy jihatlari.

300 darajadan yuqori haroratlarda plastinka materiallari uchun imkoniyatlar
Materialni tanlash o'ziga xos harorat oralig'iga, zarur bir xillik va jarayon muhitiga bog'liq. Bu eng mashhur materiallar.

Zanglamaydigan po'latdan (304, 316, 321)
Zanglamas po'latdan yasalgan plitalar taxminan 500 C gacha yaxshi (300 C ishonchli). 304 va 316 navlari kuchli oksidlanish qarshiligiga va o'rtacha quvvatga ega. Qayta-qayta termal aylanish uchun 321-sinf (titan bilan barqarorlashtirilgan) donalararo korroziyaga yuqori qarshilik ko'rsatadi.

Biroq, zanglamaydigan po'latdan nisbatan past issiqlik o'tkazuvchanligi bor (304 uchun taxminan 15 Vt / m · K, alyuminiy uchun 205 Vt / m · K). Bir xil sirt haroratiga erishish uchun ko'pincha qalinroq plitalar (15-25 mm) kerak bo'ladi. Agar plastinka etarlicha qalin bo'lmasa yoki isitgichlar yuzaga juda yaqin o'rnatilgan bo'lsa, deformatsiya paydo bo'lishi mumkin. 500 darajadan yuqori haroratlarda zanglamaydigan po'latlarning oksidlanishi tezlashadi va yuqori nikel qotishmalari talab qilinadi.

Nikel{0}}xrom qotishmalari (Incoloy, Inconel)
Incoloy (800, 825) va Inconel (600, 625) kabi og'ir yuklarga mo'ljallangan nikel-xrom-temir qotishmalari Bu materiallar juda yaxshi quvvat va 800 daraja va undan yuqori oksidlanishga chidamliligiga ega. Ular 500-800 daraja haroratda havo yoki korroziy atmosferada plitalarni isitish uchun afzal qilingan materiallardir.

Incoloy 800 870 daraja atrofida maksimal doimiy haroratga ega. Taxminan 11-15 Vt/m·K issiqlik o'tkazuvchanligi bilan u zanglamaydigan po'latga o'xshaydi. Bu oksidlanish va xlorid stress korroziya yorilishiga qarshilik ko'rsatadigan yuqori nikel tarkibiga ega. Inconel 600 dan 1090 gradusgacha foydalanish mumkin, ammo issiqlik o'tkazuvchanligi atrof-muhit haroratida taxminan 15 Vt / mK va 800 gradusda 20 Vt / mK ga tushadi. Ushbu qotishmalar zanglamaydigan po'latdan sezilarli darajada qimmatroq, ammo odatda ultra yuqori haroratli protseduralar uchun yagona maqbul tanlovdir.

Alyuminiy bronza yoki quyma temir
Alyuminiy bronza (mis-alyuminiy qotishmasi) o'rtacha yuqori haroratli ilovalar uchun kuchli nomzoddir (300-450 daraja), chunki u ajoyib quvvat va mukammal issiqlik o'tkazuvchanligiga ega (~ 40-60 Vt / m·K). Issiqlik uzatish muhim bo'lgan issiq plastinka qoliplari va kalıplama uskunalari uchun keng qo'llaniladi. Ammo alyuminiy bronza oksidlanish tufayli 500 darajadan yuqori bo'lishi mumkin emas.

Sfero temir (nodulyar quyma temir) taxminan 30-40 Vt / m · K issiqlik o'tkazuvchanligi bilan taxminan 600 gradusgacha ishlatilishi mumkin. Nikel qotishmalariga qaraganda arzonroq va murakkab shakllarga ega bo'lishi mumkin. Biroq, egiluvchan temir, agar boshqariladigan atmosferada qoplanmasa yoki ishlatilmasa, 500 ° C haroratda sirt miqyosiga moyil.

Ekzotik muqobil materiallar
Eng yuqori haroratli ilovalar uchun (800-1200 daraja) keramik plitalar (alyuminiy oksidi, kremniy karbid) yoki grafit plitalari ishlatiladi. Keramika plitalari juda past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega (kremniy karbid uchun 20–30 Vt/m·K, alumina uchun 3–5 Vt/m·K), agar ular sochilgan isitish moslamalari bilan ehtiyotkorlik bilan o'rnatilmagan bo'lsa, haroratning bir xilligi-yashilmasligi mumkin. Grafit plitalari yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega (100-150 Vt / mK). Shu bilan birga, oksidlanish 400 darajadan yuqori haroratda boshlanadi va himoya muhitini (vakuum yoki inert gaz) talab qiladi. Ushbu materiallar oddiy sanoat issiq plitalari doirasidan tashqarida, ammo to'liqlik uchun eslatib o'tiladi.

Plitalar yuqori haroratli isitgich texnologiyalari
Plitaga o'rnatilgan yoki unga biriktirilgan isitgich yuqori haroratga ham qarshilik ko'rsatishi kerak. Standart PTFE yalıtımlı yoki Silikon Kauchuk Isitgichlar 260 darajadan yuqori qabul qilinishi mumkin emas. Quyidagi isitgich turlari ultra yuqori haroratli plitalar uchun ishlatiladi.

Kartrijli isitgichlar - Yuqori harorat
Kartrijli isitgichlar silindrsimon rezistorli isitgichlar bo'lib, ular plastinkada maxsus burg'ulash teshiklariga o'rnatiladi. 300 darajadan yuqori haroratda xizmat ko'rsatish uchun qoplama materiali yuqori nikel qotishmasi (Incoloy 800, Inconel 600) yoki qabul qilinadigan oksidlanish qarshiligiga ega zanglamaydigan po'lat bo'lishi kerak. Ichki izolyatsiya siqilgan magniy oksidi (MgO) bo'lib, u > 800 darajaga qadar barqarordir. Kartrijli isitgichlar 750 daraja va undan yuqori sirt haroratiga yetishi mumkin.

Bu isitgichlar juda yaxshi quvvat zichligiga ega (50 Vt/sm 2 gacha) va bir xil plastinka haroratini yaratish uchun panjara ichiga joylashtirilishi mumkin. Biroq, isitish moslamasi va plastinka materiali o'rtasidagi CTE nomuvofiqligini hisobga olish kerak. Bo'shashgan joy (0,05-0,10 mm bo'shliq) isitgichni kengaytirish va almashtirish imkonini beradi.

Slyuda izolyatsiyalangan tarmoqli yoki chiziqli isitgichlar
Slyuda izolyatsiyalangan isitgichlar slyuda plitalari orasiga o'ralgan va metall qobiq bilan qoplangan (zanglamaydigan po'lat yoki Incoloy) slyuda yadrosiga o'ralgan qarshilik simidan qilingan. Odatda bu isitgichlar atrof-muhit bo'ylab mahkamlanadi yoki isitish plitasining pastki qismiga murvat bilan o'rnatiladi. Slyuda izolyatsiyasi 480 darajagacha (ba'zi navlar 650 darajagacha) haroratlarda uzluksiz ishlash uchun baholanadi. Slyuda isitgichlari har xil yuqori haroratli plastinka ilovalari uchun ideal, metall qobiq harorati 450-600 darajaga etadi.

Chiziqli isitgichlar (to'rtburchaklar{0}}kesim) plastinka ichiga quyilishi yoki ishlov berilgan oluklarga mahkamlanishi mumkin. Ular kartrijli isitgichlarga qaraganda kamroq vatt zichligiga ega (ko'pincha 5-15 Vt / sm2), lekin ularni o'zgartirish osonroq.

Seramika tolali elektr isitgichlar
600 darajadan yuqori plastinka harorati uchun keramik tolali izolyatsiyalangan isitgichlar qo'llaniladi. Bular keramik tolali adyolga yoki vakuumli{2}}keramika taxtasiga kiritilgan qarshilik simidan (FeCrAl yoki NiCr) foydalanadi. Seramika yalıtımı 1200 darajaga qadar mustahkam. Bunday isitgichlar ko'pincha metall plastinka bilan o'ralgan emas, balki bepul{6}}radiator panellari sifatida ishlatiladi. Agar metall plastinka hali ham talab qilinsa (mexanik qo'llab-quvvatlash yoki hatto haroratni taqsimlash uchun aytaylik), keramik isitgich nozik Incoloy plitasining orqasida joylashgan bo'lishi mumkin, plastinka radiatsiya va o'tkazuvchanlik bilan isitiladi.

Yuqori -haroratli isitish plitasi materialini tanlash jadvali
Quyidagi jadvalda odatda yuqori haroratli isitish plitasi materiallarining asosiy xususiyatlari ko'rsatilgan.

Materiallar Maks. Uzluksiz harorat darajasi Issiqlik o'tkazuvchanligi Vt/m·K Nisbiy xarajat Ilovalar Odatda
Alyuminiy (6061) 200 (qoplangan) 205 Past 260 darajadan yuqori mos kelmaydi Zanglamaydigan po'lat 304 500 15 Past Umumiy maqsad 500 darajagacha; burish xavfi
Zanglamaydigan po'latdan 321 550 15 Past-Issiqlik aylanishiga o'rtacha qarshilik
Incoloy 800 870 11-15 Yuqori 500-800 daraja; oksidlanish qarshiligi
Inconel 600 1090 15-20 Juda yuqori ekstremal haroratlar; korroziy atmosferalar
Quyma alyuminiy bronza 450 40-60 MediumGood o'tkazgich; kalıplama asboblari
Egiluvchan temir 600 30-40 Past-OʻrtaArzon 600 darajagacha; yuqoridagi masshtablash
Silikon karbid (keramika) 1400 20-30 Yuqori haroratda juda yuqori mo'rtlik
Plitalar dizayni - Amaliy mulohazalar
Termal kengayishning mos kelmasligi
Agar siz metall isitgichlarni (bunday kartrijli isitgichlarni) boshqa materialning plastinkasiga joylashtirsangiz, siz termal kengayish koeffitsienti (CTE) farqini hisobga olishingiz kerak. Misol uchun, Incoloy kartrijli isitgichda CTE taxminan 15 x 10⁻⁶/ daraja, Incoloy plitasi esa shunga o'xshash CTE ga ega, shuning uchun hech qanday nomuvofiqlik yo'q. Biroq, zanglamaydigan po'latdan yasalgan plastinka (CTE ~ 17), Inconel isitgichlari bilan (CTE ~ 14) qizdirilganda kesish kuchlanishini keltirib chiqaradi. Bo'sh joy va yuqori haroratli tutilishga qarshi birikma yoki grafit folga nisbatan harakatlanish imkonini beradi.

Oksidlanishga qarshilik
Havoda 500 C da ishlaydigan plitalar uchun sirtning oksidlanishi muqarrar. Yupqa oksidli qoplamaga chidash mumkin bo'lishi mumkin, ammo sezilarli o'lchov emissiyani o'zgartirishi va jarayonni ifloslantirishi mumkin. Vaqti-vaqti bilan tozalash yoki yuqori haroratli keramik qoplamalarni qo'llash (masalan, alumina asosidagi) shkalani kamaytirishga yordam beradi. Muhim ilovalarda plastinka atrofida inert gazni tozalash (azot yoki argon) ishlatilishi mumkin.

Isitgichga o'rnatish plitasi
Ko'tarilgan haroratlarda, odatda, isitish moslamalarini plastinka ichiga payvandlash yoki payvandlashdan qochish kerak, chunki almashtirish mumkin emas. Mexanik qisish (tasmali isitgichlar uchun) yoki burg'ulash teshiklarida olinadigan kartrijli isitgichlar tavsiya etilgan variantlardir. Issiqlik o'tkazuvchanligini oshirish va kengayish tufayli bo'shliqlarni to'ldirish uchun isitgich va plastinka o'rtasida termal pasta yoki o'tkazuvchan plomba (masalan, grafit{4}}asosli) qo'llanilishi kerak.

qisqa bayoni; yakunida
300 darajadan yuqori haroratli ilovalar uchun isitish plitalari noyob materiallar va isitgich texnologiyasiga muhtoj. Alyuminiy va PTFE, standart, taxminan 260 darajaga ko'tariladi. Slyuda{4}}izolyatsiyalangan yoki zanglamaydigan po'lat plitalardagi kartrijli isitgichlar 300-500 daraja oralig'i uchun tejamkor, ammo burish va oksidlanish bilan kurashish kerak. Nikel-xrom qotishmalari (Incoloy, Inconel) yuqori haroratli kartrijli isitgichlar (Incoloy qobig'i, MgO izolyatsiyasi) yoki keramik tolali isitgichlar yordamida 500-800 daraja oralig'ida plastinka materiallari sifatida afzallik beriladi. 300-600 daraja oralig'ida quyma alyuminiy bronza va egiluvchan temir issiqlik o'tkazuvchanligi afzalroq bo'lgan maxsus foydalanishga ega. Har qanday komponent maksimal uzluksiz haroratdan oshib ketganda tezda buziladi. Materiallar chegaralari hayotiy operatsion konvertni shunday belgilaydi. Plastinka materiallari va isitgich turlarini mos tanlash bilan, talab qilinadigan sanoat jarayonlari uchun ishonchli yuqori haroratli isitish plitalari ishlab chiqilishi mumkin.