ग्राफाईट रॉडच्या तापण्याच्या तत्त्वाचे सविस्तर विश्लेषण

ग्राफाईट रॉडच्या तापण्याच्या तत्त्वाचे सविस्तर विश्लेषण

ग्राफाईट रॉडचा वापर अनेकदा म्हणून केला जातोउच्च-तापमान व्हॅक्यूम फर्नेसचा इलेक्ट्रिक हीटरउच्च तापमानात त्याचे ऑक्सिडीकरण सहज होते. निर्वात वगळता, त्याचा वापर केवळ उदासीन किंवा क्षपणकारी वातावरणातच केला जाऊ शकतो. त्याचा औष्णिक प्रसरण गुणांक कमी, औष्णिक वाहकता जास्त, उच्च तापमान प्रतिरोधकता, अतिथंडी आणि अतिउष्णता प्रतिरोधकता असते आणि किंमत कमी असते. ग्रॅफाइटचा ऑक्सिडीकरण दर आणि बाष्पीभवन दर उष्णता जनित्राच्या सेवा आयुष्यावर परिणाम करतात. जेव्हा वास्तविक अवकाश 10-3 ~ 10-4 mmHg असतो, तेव्हा सेवा तापमान 2300 ℃ पेक्षा कमी असावे. संरक्षक वातावरणात (H2, N2, AR, इत्यादी), सेवा तापमान 3000 ℃ पर्यंत पोहोचू शकते. ग्रॅफाइटचा वापर हवेत करता येत नाही, अन्यथा त्याचे ऑक्सिडीकरण होऊन ते नष्ट होईल. 1400 ℃ पेक्षा जास्त तापमानात ते W सोबत तीव्र अभिक्रिया करून कार्बाइड तयार करते.
ग्राफाईट रॉड प्रामुख्याने ग्राफाईटने बनलेला असतो, त्यामुळे आपण हे देखील समजू शकतोग्राफाइटची वैशिष्ट्ये:
ग्रॅफाइटचा वितळणांक खूप जास्त असतो. निर्वात पोकळीत ३०००°C तापमानाला पोहोचल्यावर ते मऊ होऊ लागते आणि वितळू लागते. ३६००°C तापमानाला, ग्रॅफाइटचे बाष्पीभवन आणि ऊर्ध्वपातन होऊ लागते. सर्वसाधारण पदार्थांची ताकद उच्च तापमानात हळूहळू कमी होते. तथापि, जेव्हा ग्रॅफाइटला २०००°C पर्यंत तापवले जाते, तेव्हा त्याची ताकद सामान्य तापमानातील ताकदीच्या दुप्पट होते. मात्र, ग्रॅफाइटचा ऑक्सिडेशनला प्रतिकार कमी असतो आणि तापमान वाढल्याने ऑक्सिडेशनचा दर हळूहळू वाढतो.
ग्रॅफाइटची औष्णिक वाहकता आणि उष्णता वाहकता खूप जास्त असते. त्याची उष्णता वाहकता स्टेनलेस स्टीलपेक्षा ४ पट, कार्बन स्टीलपेक्षा २ पट आणि सामान्य अधातूंपेक्षा १०० पट जास्त असते. त्याची औष्णिक वाहकता केवळ स्टील, लोह आणि शिसे यांसारख्या धातूंच्या पदार्थांपेक्षा जास्तच नाही, तर सामान्य धातूंच्या पदार्थांपेक्षा वेगळे म्हणजे, तापमान वाढल्याने ती कमीही होते. अत्यंत उच्च तापमानात ग्रॅफाइटमध्ये रुद्धोष्म (adiabatic) होण्याची प्रवृत्ती असते. त्यामुळे, अति-उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत ग्रॅफाइटची औष्णिक रोधन क्षमता खूप विश्वसनीय असते.
शेवटी, आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की उष्णतेचे तत्त्वग्राफाइट रॉडग्राफाईट रॉडला जितका जास्त विद्युत प्रवाह दिला जातो, तितकेच ग्राफाईट रॉडच्या पृष्ठभागाचे तापमान जास्त असते.