발열체는 금속, 흑연, 탄화규소 등 다양한 재료로 만들 수 있습니다. 소재 선택은 온도 저항, 내산화성, 전기적 특성 등 용도의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 발열체의 일반적인 재료로는 스테인리스강, 니켈-크롬 합금, 흑연, 몰리브덴, 텅스텐 및 철-크롬 알루미늄 합금이 있습니다. 각 소재에는 고유한 장점과 한계가 있으며 발열체의 수명, 신뢰성 및 효율을 위해 소재 선택이 매우 중요합니다.
금속:
- 스테인리스 스틸 및 니켈-크롬 합금: 일반적으로 알루미늄 브레이징과 같은 저온 애플리케이션에 사용됩니다. 분압이 높은 환경에 적합합니다. 니크롬과 같은 니켈-크롬 합금은 특히 저항성이 높고 녹는점이 높으며 최대 1,150°C까지 산화에 대한 저항성이 좋은 것으로 알려져 있습니다. 강도가 강하고 혹독한 환경에서도 견딜 수 있습니다.
- 철-크롬 알루미늄 합금: 이 합금은 산업용 용광로에 사용되며 1,350°C의 높은 온도를 견딜 수 있습니다. 높은 내열성으로 유명하며 원통형, 반원형 또는 평면 패널 형태로 자주 사용됩니다.
흑연:
- 흑연은 경화 및 소결과 같은 고온 공정에 사용됩니다. 산소에 민감한 소재이므로 성능을 저하시킬 수 있는 산화를 방지하기 위해 산소로부터 보호해야 합니다.
실리콘 카바이드:
- 실리콘 카바이드는 흔히 세라믹으로 특징지어지는 반금속 소재입니다. 고온 애플리케이션에 적합하며 산화에 대한 저항성이 우수합니다.
기타 고온 재료:
- 몰리브덴 및 텅스텐: 이러한 재료는 극한의 온도를 견딜 수 있기 때문에 고온 공정에 사용됩니다. 하지만 산소에 민감하므로 산화에 대한 보호가 필요합니다.
발열체 소재를 선택할 때는 원하는 열 출력을 생성하는 데 필요한 전기 저항, 소재의 저항률, 단면적 등을 고려하는 것이 중요합니다. 단면적이 클수록 저항이 낮아져 더 높은 열 출력을 위해 더 많은 전류를 흘릴 수 있습니다. 진공 용광로의 경우 발열체는 일반적으로 넓은 스트립과 리본 모양으로 물리적 및 방사 표면적을 최대화합니다.
요약하면 발열체 소재의 선택은 가열 시스템의 성능에 매우 중요합니다. 높은 저항률, 높은 융점, 낮은 온도 계수, 산화에 대한 저항성을 가져야 합니다. 일반적으로 스테인리스 스틸, 니켈-크롬 합금, 철-크롬 알루미늄 합금, 흑연, 탄화규소 등이 선택되며, 각 소재는 다양한 온도 범위와 용도에 적합한 특정 특성을 가지고 있습니다.
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