تصنع عناصر التسخين عادةً من مواد ذات مقاومة كهربائية عالية يمكنها تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة. يختلف بناء عناصر التسخين باختلاف التطبيق ونوع العنصر المحدد. عناصر تسخين كربيد السيليكون، على سبيل المثال، تُصنع عن طريق دمج حبيبات عالية النقاء من كربيد السيليكون معًا في درجات حرارة عالية للغاية، مما يشكل شكلًا أنبوبيًا أو أسطوانيًا. يتم اختيار هذه العناصر لقدرتها على تحمل درجات الحرارة العالية وتوفير طاقة عالية، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات المعالجة الحرارية.
عناصر تسخين كربيد السيليكون:
يتم تشكيل عناصر تسخين كربيد السيليكون من خلال عملية يتم فيها دمج حبيبات كربيد السيليكون معًا عند درجات حرارة تتجاوز 3900 درجة فهرنهايت (2150 درجة مئوية). ويمكن أن يتم ذلك من خلال عملية الترابط التفاعلي أو عملية إعادة التبلور، مما ينتج عنه بنية قوية ومقاومة للحرارة. تُستخدم هذه العناصر بشكل شائع في الصناعات التي تتطلب معالجات بدرجات حرارة عالية بسبب متانتها وكفاءتها في تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة.اختيار عنصر التسخين والمواد:
ينطوي اختيار عناصر التسخين على اختيار المواد والأشكال الهندسية التي توفر المقاومة الكهربائية اللازمة لتحقيق ناتج الحرارة المطلوب. تعتبر مقاومة المادة ومساحة المقطع العرضي من العوامل الحاسمة. تؤدي المقاطع العرضية الأكبر إلى مقاومة أقل، وهذا هو السبب في أن عناصر التطبيقات عالية الطاقة تكون أكثر سمكًا. بالنسبة لأفران التفريغ، يفضل استخدام شرائط عريضة أو عناصر على شكل شريط لزيادة مساحة السطح إلى أقصى حد لنقل الحرارة الفيزيائية والإشعاعية.
بناء فرن البوتقة:
في فرن البوتقة، يتم تصميم عنصر التسخين لتسخين بوتقة، وهي حاوية مصنوعة من مواد مثل الجرافيت أو الطين أو كربيد السيليكون التي يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية. ويمكن أن يكون عنصر التسخين إما كهربائيًا أو غازيًا. توضع البوتقة داخل عنصر التسخين، وتوضع المادة المراد صهرها داخل البوتقة. يتم نقل الحرارة المتولدة من العنصر إلى البوتقة، مما يؤدي إلى صهر المادة الموجودة بداخلها.
عناصر التسخين المركبة:
