Aquecedor de grafite

O aquecedor de grafite refere -se a um forno elétrico feito de material de grafite para aquecer a parte do elemento de aquecimento. A grafite possui excelentes propriedades de condutividade elétrica e térmica. A grafite é comumente usada como um elemento de aquecimento em fornos industriais especiais ou fornos elétricos. No estágio inicial do forno elétrico industrial, os eletrodos de grafite foram usados ​​como elementos de aquecimento e, em seguida, eletrodos de alta potência com alta densidade foram usados ​​como elementos de aquecimento. Com o desenvolvimento da indústria de semicondutores, os fornos de aquecimento para refinar materiais como silício de cristal único, um único cristal germânio, arseneto de gálio, fósforo e índio, selecionam grafite de estrutura fina de alta pureza e grafite isotrópica como elementos de aquecimento.

▍Main desempenho do aquecedor de grafite

A velocidade de oxidação e a velocidade de volatilização da grafite afetam a vida útil do elemento de aquecimento. Quando o grau de vácuo é de 10-3 ~ 10-4 mmHg, a temperatura operacional deve estar abaixo de 2300 ℃. Na atmosfera protetora (H2, N2, AR, etc.), a temperatura operacional pode atingir 3000 ℃. A grafite não pode ser usada no ar, caso contrário, será oxidada e consumida.

O coeficiente de expansão térmica da grafite é pequeno e o tamanho é estável quando a temperatura aumenta, que é uma das características importantes no projeto estrutural do elemento de aquecimento.

A resistência mecânica da grafite está abaixo de 2500 ° C e aumenta com o aumento da temperatura. Quando a temperatura excede 2500 ° C, a força cai rapidamente.

A condutividade térmica da grafite diminui com o aumento da temperatura. Quando o forno está funcionando a alta temperatura e a espessura da parede do elemento de aquecimento é grande, a diferença de temperatura entre a superfície do elemento de aquecimento e o centro é grande, resultando em maior tensão térmica.

Embora a resistividade da grafite seja relativamente grande, a fim de aumentar a força do elemento de aquecimento, sua parede lateral deve ter uma certa espessura. Portanto, a resistência total do elemento de aquecimento é muito baixa e varia com diferentes lotes de materiais. Precisa estar equipado com um transformador de baixa tensão e alta corrente. A grafite possui alta resistência mecânica, alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão térmica. Portanto, possui boa resistência ao choque térmico e pode reduzir a aparência de rachaduras em altas temperaturas.

▍ Design otimizado do aquecedor de grafite

Os pesquisadores realizaram uma análise comparativa dos resultados do cálculo da simulação antes e após a melhoria da estrutura do aquecedor de grafite e chegaram às seguintes conclusões:

1. Depois que a estrutura do aquecedor de grafite é melhorada, a uniformidade do campo de temperatura no cilindro de grafite é significativamente melhorada.

2. Depois que a estrutura do aquecedor de grafite é melhorada, a baixa temperatura do produto sinterizado perto da porta do cilindro de grafite foi bastante aprimorada.

Após a melhoria, a diferença de temperatura entre o produto sinterizado próximo à porta do cilindro de grafite e outras posições é pequeno, o que melhora a uniformidade da temperatura da superfície do produto sinterizado em todo o forno, o que desempenha um papel importante na garantia da qualidade do produto sinterizado em todo o forno.

3. Depois que a estrutura do aquecedor de grafite é melhorada, embora a temperatura da superfície do produto sinterizado ainda apresente uma distribuição de alta e baixa, a área de temperatura mais alta não é mais o produto sinterizado superior e médio. Isso é útil para melhorar a superfície do produto sinterizado perto da porta do forno. A temperatura desempenha um papel importante, reduzindo bastante a influência causada pela ausência de elementos de aquecimento na porta do forno e melhorando a uniformidade da temperatura da superfície dos produtos sinterizados em todo o forno.