高溫真空爐常用的電熱元件主要是難熔金屬電熱元件和石墨質(zhì)電熱元件。

   a.難熔金屬電熱元件

   難熔金屬電熱元件的形狀有三種:

   (1)線材制成的線圈或“之”字形電熱元件。這種電熱元件與非真空爐所用的電熱元件沒有什么不同之處，主要是由鉬絲制成，線圈一般由直徑為2一2.5mm的線材制成，鉬絲電熱體的工作溫度不超過1700℃。“之”字形電熱元件是由截面比線圈電熱體更大的線材制成的，它們要求更高的強(qiáng)度，在設(shè)計(jì)時(shí)要求爐內(nèi)真空度不低于0.1一100Pa。

   (2)纖狀或棒狀電熱元件。這種電熱元件用于2300℃以下溫度，電熱體材料主要是鎢，有時(shí)也用鉬(工作溫度低于1700℃)。棒的兩端鑄入銅中，做成凸起部分，借此可使棒固定。每根棒的上端用水冷卻的管子通過爐蓋引出，頭部引出部分用金屬彈簧管保持真空密封;棒的下端固定在水冷扇形底盤上，一般鎢棒制造的電加熱器，沿圓周排列9根棒而組成。

   釬狀電熱元件的導(dǎo)線是水冷銅管，釬是由直徑為5mm的線材制造的，纖狀電加熱器用12根鎢釬組成，沿圓周排列形成圓筒形加熱空間。

   釬狀和棒狀電熱元件的主要缺點(diǎn)是:爐內(nèi)大量水冷導(dǎo)線造成了較大的熱損失;不能分成幾個(gè)加熱區(qū)按高度調(diào)節(jié)爐溫;一般只有一個(gè)加熱區(qū)的爐子才能用這種電熱元件。

   (3)金屬薄片狀電熱元件。電熱體材料用鉬板或鉭板。由于機(jī)械加工和焊接方面有困難，一般不用鎢板。電加熱器呈圓筒形，用3張厚度為0.2mm卷邊的薄板組成，下部固定在厚度為2mm的環(huán)圓上，每一塊金屬板上部都焊有(或鉚有)薄帶，電流由薄帶導(dǎo)入電加熱器，這些薄帶同時(shí)把電加熱器固定在銅制的水冷導(dǎo)線上。這種電熱元件的導(dǎo)熱條件最好，因?yàn)檎麄€(gè)表面都參與了被加熱物件的熱交換。這種電熱元件的缺點(diǎn)與釬狀或棒狀電熱元件基本相同。

   b.石墨電熱元件

   除了難熔金屬外，石墨是可以和難熔金屬相媲美的真空爐電加熱器的電熱體材料。石墨與難熔金屬相比，一個(gè)好的性能就是它的電阻隨溫度變化不大。石墨具有較高的電阻，可以在電熱體斷面較大的情況下，采用幾十伏的電源。一般石墨制的電熱元件用于真空度為0.1一100Pa的條件下，其使用極限溫度為2200℃。在上述真空條件下，石墨的工作壽命在2300℃時(shí)只有幾十小時(shí)，而在2400一2500℃時(shí)只有幾個(gè)小時(shí)。值得指出的是，石墨在低溫時(shí)導(dǎo)熱性良好，而在高溫時(shí)就下降為低溫時(shí)的幾分之一，所以會(huì)造成電熱元件中心與外表面間的溫度差，從而產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，導(dǎo)致電熱元件損壞。在設(shè)計(jì)石墨電熱元件時(shí)應(yīng)計(jì)算其所產(chǎn)生的應(yīng)力。

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