Detaillierte Analyse des Heizprinzips eines Graphitstabs

Detaillierte Analyse des Heizprinzips eines Graphitstabs

Graphitstäbe werden häufig verwendet alselektrische Heizung eines Hochtemperatur-VakuumofensGraphit oxidiert leicht bei hohen Temperaturen. Außer im Vakuum kann es nur in neutraler oder reduzierender Atmosphäre eingesetzt werden. Es zeichnet sich durch einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegen extreme Kälte und Hitze sowie einen niedrigen Preis aus. Oxidations- und Verflüchtigungsrate von Graphit beeinflussen die Lebensdauer des Wärmeerzeugers. Bei einem Raumdruck von 10⁻³ bis 10⁻⁴ mmHg sollte die Betriebstemperatur unter 2300 °C liegen. In Schutzatmosphäre (H₂, N₂, Argon usw.) kann die Betriebstemperatur 3000 °C erreichen. Graphit darf nicht an der Luft verwendet werden, da es sonst oxidiert und verbraucht wird. Oberhalb von 1400 °C reagiert es stark mit Wolfram unter Bildung von Carbiden.
Der Graphitstab besteht hauptsächlich aus Graphit, daher können wir auch verstehendie Eigenschaften von Graphit:
Der Schmelzpunkt von Graphit ist sehr hoch. Unter Vakuum beginnt er bei 3000 °C zu erweichen und zu schmelzen. Bei 3600 °C beginnt Graphit zu verdampfen und zu sublimieren. Die Festigkeit allgemeiner Werkstoffe nimmt bei hohen Temperaturen allmählich ab. Wird Graphit jedoch auf 2000 °C erhitzt, verdoppelt sich seine Festigkeit im Vergleich zu Raumtemperatur. Allerdings ist Graphit oxidationsbeständig, und die Oxidationsrate steigt mit zunehmender Temperatur.
Die Wärmeleitfähigkeit von Graphit ist sehr hoch. Sie ist viermal höher als die von Edelstahl, doppelt so hoch wie die von Kohlenstoffstahl und hundertmal höher als die von herkömmlichen Nichtmetallen. Graphit übertrifft nicht nur die Wärmeleitfähigkeit von Metallen wie Stahl, Eisen und Blei, sondern nimmt im Gegensatz zu diesen auch mit steigender Temperatur ab. Bei extrem hohen Temperaturen verhält sich Graphit sogar adiabatisch. Daher ist die Wärmedämmleistung von Graphit unter extremen Temperaturbedingungen sehr zuverlässig.
Abschließend können wir feststellen, dass das Heizprinzip vonGraphitstabDas heißt: Je größer der dem Graphitstab zugeführte Strom ist, desto höher ist die Oberflächentemperatur des Graphitstabs.