Analisi dettagliata del principio di riscaldamento della barra di grafite

Analisi dettagliata del principio di riscaldamento della barra di grafite

La barra di grafite viene spesso utilizzata comeriscaldatore elettrico di forno a vuoto ad alta temperaturaSi ossida facilmente ad alte temperature. Ad eccezione del vuoto, può essere utilizzato solo in atmosfera neutra o riducente. Ha un basso coefficiente di dilatazione termica, un'elevata conduttività termica, resistenza alle alte temperature, resistenza al freddo e al calore estremi e un prezzo contenuto. Il tasso di ossidazione e il tasso di volatilizzazione della grafite influenzano la durata del generatore di calore. Quando la pressione reale nello spazio è di 10⁻³ ~ 10⁻⁴ mmHg, la temperatura di esercizio deve essere inferiore a 2300 °C. In atmosfera protettiva (H₂, N₂, AR, ecc.), la temperatura di esercizio può raggiungere i 3000 °C. La grafite non può essere utilizzata all'aria, altrimenti si ossida e si consuma. Reagisce fortemente con il tungsteno al di sopra dei 1400 °C formando carburi.
La barra di grafite è composta principalmente di grafite, quindi possiamo anche capirele caratteristiche della grafite:
Il punto di fusione della grafite è molto elevato. Inizia ad ammorbidirsi e tende a fondere quando raggiunge i 3000 °C sotto vuoto. A 3600 °C, la grafite inizia a evaporare e sublimare. La resistenza dei materiali in generale diminuisce gradualmente alle alte temperature. Tuttavia, quando la grafite viene riscaldata a 2000 °C, la sua resistenza raddoppia rispetto a quella a temperatura ambiente. Ciononostante, la resistenza all'ossidazione della grafite è scarsa e la velocità di ossidazione aumenta gradualmente con l'aumento della temperatura.
La conducibilità termica e la conducibilità elettrica della grafite sono piuttosto elevate. La sua conducibilità è 4 volte superiore a quella dell'acciaio inossidabile, 2 volte superiore a quella dell'acciaio al carbonio e 100 volte superiore a quella dei comuni materiali non metallici. La sua conducibilità termica non solo supera quella dei materiali metallici come acciaio, ferro e piombo, ma diminuisce anche con l'aumento della temperatura, a differenza dei materiali metallici comuni. La grafite tende addirittura a essere adiabatica a temperature estremamente elevate. Pertanto, le prestazioni di isolamento termico della grafite sono molto affidabili in condizioni di temperature ultra elevate.
Infine possiamo concludere che il principio di riscaldamento diasta di grafiteovvero: maggiore è la corrente applicata alla barra di grafite, maggiore è la temperatura superficiale della barra di grafite.