根据原料的性质,
电热体可分为金属和非金属电热体两大类。金属电热体包括镍基合金(如镍铬、镍铬铁,镍铬铝等)、铁基合金(如铁铬铝、铁铬钼等)、难熔金属(如钨、钼,铌等)、贵金属及其合金(如铂、铂铱等)和其他金属材料(如铸铁件、锻件等)电热体。非金属电热体包括碳化硅、二硅化钼、碳质材料、石墨质材料和氧化铬质材料电热体。
(1)金属电热体金属电热体可以归纳为两大类:纯金属电热体和合金电热体。
大多数纯金属电热体的工作温度都较高,它们适用于工作温度高的炉子。但是,除铂外,这些金属在高温下都极易氧化,因此,炉子必须在真空下或保护性气氛中工作。
工业上应用最广泛的是铁铬铝和镍铬类合金电热体。这类电热体之所以耐热,是因为使用时表面上形成的AL2O3或Cr2O3,薄膜很牢固,能防止电热体进一步氧化的缘故。铁铬铝电热体与镍铬电热体比较,优点是使用温度高,电阻率较大,电阻温度系数较小,密度较小且价格便宜;缺点是加热后晶粒长大而变脆,不能进行再次冷加工。而镍铬类电热体则冷却后无脆性,易于再次冷加工。
铁铬铝和镍铬合金在合金材料制造厂通常做成线材或带材供应,而到电炉制造厂再加工成螺旋形或波形电热体。
(2)非金属电热体
非金属电热体广泛应用于高温(1200℃以上)电阻炉中。一般而言,非金属电热体的韧性都较差,不能像金属电热体那样做成线状或带状,只能做成管、棒等形状。
碳化硅电热体性脆而硬,特点是使用过程中电阻显著增加,开始工作60—80h即可增加15%~20%,以后增加速度减慢。故一般需应用调压变压器。碱、金属氧化物、硅酸盐及硼的化合物等对碳化硅电热体均有破坏作用。
炭质及石墨质电热体的工作温度可达1400—3000℃,但温度超过600℃后便容易氧化,因此宜在真空或保护气氛下使用。
二硅化钼电热体的表面上有石英玻璃膜保护,能防止氧化及其他气氛的作用。但氢气能还原二氧化硅膜,使电热体受到破坏。二硅化钼电热体的电阻率随温度的升高而迅速增加,故当供给的电压一定时,炉子的功率也将随之而降低。这种电热体多用粉末冶金的方法制成,一般做成U形。在室温时硬而脆,温度高于1350℃以后变软并具有延展性,伸长率为5%,冷却后又恢复脆性。氧化锆电热体适用于1800℃以上的高温炉,可在氧化气氛下使用。