Análisis detallado del principio de calentamiento de una varilla de grafito

Análisis detallado del principio de calentamiento de una varilla de grafito

La varilla de grafito se usa a menudo comocalentador eléctrico de horno de vacío de alta temperaturaEs fácil de oxidar a alta temperatura. Excepto en vacío, solo se puede usar en atmósfera neutra o reductora. Tiene un coeficiente de expansión térmica bajo, alta conductividad térmica, resistencia a altas temperaturas, resistencia al frío extremo y al calor extremo, y bajo precio. La tasa de oxidación y la tasa de volatilización del grafito afectan la vida útil del generador de calor. Cuando el espacio real es de 10⁻³ ~ 10⁻⁴ mmHg, la temperatura de servicio debe ser inferior a 2300 ℃. En atmósfera protectora (H₂, N₂, AR, etc.), la temperatura de servicio puede alcanzar los 3000 ℃. El grafito no se puede usar en el aire, de lo contrario se oxidará y consumirá. Reacciona fuertemente con W por encima de 1400 ℃ para formar carburos.
La varilla de grafito está compuesta principalmente de grafito, por lo que también podemos entenderlas características del grafito:
El punto de fusión del grafito es muy alto. Comienza a ablandarse y tiende a fundirse al alcanzar los 3000 °C en vacío. A 3600 °C, el grafito comienza a evaporarse y sublimarse. La resistencia de los materiales en general disminuye gradualmente a altas temperaturas. Sin embargo, cuando el grafito se calienta a 2000 °C, su resistencia duplica la que tiene a temperatura ambiente. No obstante, la resistencia a la oxidación del grafito es baja, y la velocidad de oxidación aumenta gradualmente con el incremento de la temperatura.
La conductividad térmica del grafito es muy elevada. Su conductividad es cuatro veces mayor que la del acero inoxidable, dos veces mayor que la del acero al carbono y cien veces mayor que la de los materiales no metálicos comunes. Su conductividad térmica no solo supera la de metales como el acero, el hierro y el plomo, sino que además disminuye con el aumento de la temperatura, a diferencia de los metales comunes. El grafito incluso tiende a ser adiabático a temperaturas extremadamente altas. Por lo tanto, el rendimiento de aislamiento térmico del grafito es muy fiable en condiciones de temperatura ultraalta.
Finalmente, podemos concluir que el principio de calentamiento devarilla de grafitoes: cuanto mayor sea la corriente añadida a la varilla de grafito, mayor será la temperatura superficial de la varilla de grafito.