Análise detalhada do princípio de aquecimento da haste de grafite

Análise detalhada do princípio de aquecimento da haste de grafite

A haste de grafite é frequentemente usada comoaquecedor elétrico de forno a vácuo de alta temperaturaÉ facilmente oxidado em altas temperaturas. Exceto em vácuo, só pode ser usado em atmosfera neutra ou redutora. Possui baixo coeficiente de expansão térmica, alta condutividade térmica, resistência a altas temperaturas, resistência a frio e calor extremos e baixo custo. A taxa de oxidação e volatilização do grafite afeta a vida útil do gerador de calor. Quando a pressão atmosférica real é de 10⁻³ a 10⁻⁴ mmHg, a temperatura de serviço deve ser inferior a 2300 °C. Em atmosfera protetora (H₂, N₂, AR, etc.), a temperatura de serviço pode atingir 3000 °C. O grafite não pode ser usado no ar, caso contrário, oxidará e se consumirá. Reage fortemente com o tungstênio (W) acima de 1400 °C, formando carbonetos.
A haste de grafite é composta principalmente de grafite, então também podemos entenderas características do grafite:
O ponto de fusão do grafite é muito alto. Ele começa a amolecer e tende a derreter quando atinge 3000 °C sob vácuo. A 3600 °C, o grafite começa a evaporar e sublimar. A resistência dos materiais em geral diminui gradualmente em altas temperaturas. No entanto, quando o grafite é aquecido a 2000 °C, sua resistência dobra em relação à temperatura ambiente. Contudo, a resistência à oxidação do grafite é baixa, e a taxa de oxidação aumenta gradualmente com o aumento da temperatura.
A condutividade térmica e a condutividade do grafite são bastante elevadas. Sua condutividade é 4 vezes maior que a do aço inoxidável, 2 vezes maior que a do aço carbono e 100 vezes maior que a de materiais não metálicos em geral. Sua condutividade térmica não só supera a de materiais metálicos como aço, ferro e chumbo, como também diminui com o aumento da temperatura, diferentemente do que ocorre com os metais em geral. O grafite tende inclusive a se tornar adiabático em temperaturas extremamente altas. Portanto, o desempenho de isolamento térmico do grafite é muito confiável em condições de temperaturas ultra-altas.
Finalmente, podemos concluir que o princípio de aquecimento dehaste de grafiteOu seja: quanto maior a corrente aplicada à haste de grafite, maior a temperatura da superfície da haste de grafite.