从根本上说,碳化硅 (SiC) 加热元件的附件服务于两个关键功能:建立可靠的电气连接和提供牢固的机械安装。最常见的附件是用于导电的高纯度铝连接带,以及用于将元件固定在高温炉内的不锈钢夹具或固定装置。
昂贵的 SiC 加热元件的性能和寿命直接取决于其附件的质量和正确的安装。将这些部件视为次要部件,而不是加热系统的组成部分,是一种常见且代价高昂的错误。
SiC 附件的两个关键功能
碳化硅元件在极端的电气负载和强烈的热量下工作。其附件经过专门设计,以安全有效地管理这些条件。这些作用是不同的,但又相互关联。
功能 1:确保可靠的电气连接
这里的首要目标是以最小的功率损耗或连接点的局部发热将大电流输送到元件。
这是通过使用编织铝连接带(也称为带)来实现的。高纯度、柔性的铝是首选材料,因为它具有出色的导电性并能抵抗高温氧化。
带与元件冷端之间牢固、紧密的连接是不可或缺的。连接松动会增加电阻,产生“热点”,从而导致电弧、损坏元件端子并引起过早失效。
功能 2:提供牢固的机械支撑
SiC 元件是陶瓷的,因此很脆;它们不能承受大的机械应力,尤其是在工作温度下。
不锈钢夹具和固定装置用于将元件牢固地安装在炉壁或结构内。使用不锈钢是因为其具有高温强度和耐腐蚀性。
这些固定装置必须牢固地固定元件,但不能过于僵硬。它们必须允许元件在加热和冷却时有轻微的热膨胀和收缩。夹具拧得过紧很容易导致元件破裂和失效。
常见的固定装置类型包括M 型、C 型和 G 型卡,每种类型都针对不同的元件形状(例如,棒形、U 型、W 型)和安装要求(例如,垂直或水平安装)而设计。
了解常见的陷阱
附件选择或安装错误是 SiC 元件失效的主要原因。了解这些风险是确保您的加热系统长期使用的关键。
连接不良的风险
腐蚀或松动的铝带在电路中充当电阻器。这种意外的电阻会在您最不希望的地方——连接端子上产生强烈的热量。这可能会熔化带材,损坏元件的冷端,并导致生产中断。
安装不当的危险
SiC 元件在加热时长度会增加。如果安装夹具太紧或不允许这种热膨胀,由此产生的机械应力将使元件断裂。安装系统必须支撑元件的重量,同时不限制其自然运动。
材料不匹配的问题
使用非专门为 SiC 元件设计的附件是一个关键错误。例如,用钢带代替铝带会引入巨大的电阻。使用低等级金属制成的夹具可能会导致其在高温下失效,从而使元件掉落并破损。
如何选择正确的附件
您的选择标准应取决于您是设计新系统还是维护现有系统。
- 如果您的主要重点是新炉设计: 始终选择元件制造商推荐的附件,这些附件应与元件的类型(例如,棒形、U 型、DB 型)、直径和安装方向精确匹配。
- 如果您的主要重点是维护和更换: 使用带材和夹具的精确 OEM 替换件。更换时,彻底清洁元件的端子末端,以确保电气接触面完好无损。
- 如果您的主要重点是最大限度地延长元件寿命: 定期检查所有连接带是否紧固以及是否有腐蚀或过热的迹象,并验证安装夹具是否牢固但仍允许元件自由移动。
正确选择和安装这些关键附件是保护您的投资并确保可靠的高温过程的最有效方法。
摘要表:
| 附件 | 主要功能 | 关键材料 | 常见类型 |
|---|---|---|---|
| 编织铝带 | 确保具有最小电阻的可靠电气连接 | 高纯度铝 | 不适用 |
| 不锈钢夹具/固定装置 | 提供牢固的机械支撑并允许热膨胀 | 不锈钢 | M 型、C 型、G 型卡 |
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