碳化硅电热材料的性能及应用

碳化硅电热元件使用温度一般在1500℃一下，正常连续使用寿命一般在2000小时以上，具有表面负荷密度大， 升温快，热效率高等特点。碳化硅电热元件与电阻合金（镍铬合金、铁铬铝合金）相比，其使用温度及功率载荷更高、抗氧化性更优秀且不存在高温软化等问题；与高熔点稀有金属相比，原料来源更广泛，价格更低廉；与其他非金属电热材料相比，能在多种气氛下工作，使用时无诸多限制。此外碳化硅电热元件还有一下几种优点：

1. 热膨胀系数小，1000℃时约为4.5x106/℃

2. 热传导率高，10-14w/m℃

3. 使用温度高，寿命长

4. 材料的制备原料来源广泛

因此，碳化硅电热元件在使用温度和经济价值上均有着较其他高温电热元件更为优越的条件，因而应用十分广泛，在中高温窑炉中占据着主要市场份额。目前已被广泛应用于炉温在800-1600℃的各种电气窑炉中（如：冶金、化工、金属热处理、粉末冶金的烧结、玻璃工业中玻璃窑炉的加热），并在电子工业、化学工业、实验器材中也有广泛的应用。

碳化硅电热元件的电热特性与一般的金属电热元件不同，在室温至900℃温度取件，随温度升高，电阻增加幅度较大，表现为正的电阻温度系数。同时碳化硅电热元件在氧化气氛中会逐渐氧化生成二氧化硅，随之电阻逐渐增加导致碳化硅电热元件老化。

电热元件的使用初期，其表面未能形成致密的氧化膜，氧化反应较快，电阻增加尤为显著，随着反应的进行，当在碳化硅电热元件表面形成致密的氧化膜以后，进入电阻稳定区，之后随着时间的增加，导电层逐渐减少，绝缘层逐渐增加们一般情况下当阻值达到初始阻值的约3倍时，电热元件出现严重的发热不均匀，磁石必须更换碳化硅电热元件。