材料的高温制备优秀PPT.ppt
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1、材料的高温制备你现在浏览的是第一页,共47页电炉的应用 机械工业对原材料、毛坯、机械零件加热用。如 板材轧制前的坯料加热,锻件的加热。机械零件及半成品的热处理以改善其机械性能,如进行淬火、回火、退火、气体渗碳、氮化等。低熔点金属的熔炼及陶瓷玻璃工业的加热。无机材料物理性能的检测。实验室中进行科学研究。你现在浏览的是第二页,共47页电阻炉电加热原理:当电流在导体(电热元件)中流过时,因为任何导体均存在电阻,电能热能,按焦耳定律:QI2Rt Q热能,J;I一电流,安培;R一电阻,欧姆;t一时间,秒。电阻炉在结构上是使电能转换为热能的设备。你现在浏览的是第三页,共47页电阻炉的分类:按热量产生的方法
2、间接加热式、直接加热式间接加热式在炉子内部有专用的电阻材料做发热 元件,电流通过加热元件时产生热量而加热 制品。直接加热式 电源直接接在所需加热的材料上,使 电流直接流过所需加热的材料而使材料自 己发热达到加热效果。工业电阻炉,大部分是采用间接加热式的。你现在浏览的是第四页,共47页 按炉体结构箱式电炉、台车式电炉、井式电炉等。箱式电炉外壳一般是用型钢、钢板焊接而成的。安装小型电炉由于需保持工作面的一定高度,一般均做成带支架的,在箱型壳体下边,有支 持炉体的腿或支架。中型电炉因本身重量大及加入炉内的工件重量 也大,所以一般均直接在底盘上焊接炉体及砌砖。大型电炉可以在特定的专用的地基上设计成无钢
3、 性底盘的结构,而就地焊接砌砖,但这种电炉在 安装后不能吊运及移动。你现在浏览的是第五页,共47页箱式电阻炉你现在浏览的是第六页,共47页箱式电阻炉炉门的升降是通过手摇链轮来进行。在炉门上部有一断路装置,当炉门开启时,电炉电源即切断以保证操作人员的安全,你现在浏览的是第七页,共47页电加热器的形式由高电阻合金板材制成;为了消除表面积炭形成短路,加热器面涂上专用的高温绝缘釉;辐射管式的,水平或垂直的插入炉膛中,管中用大切面圆形电阻线组成金属发热器。非金属电热元件你现在浏览的是第八页,共47页有金属电热元件与非金属电热元件。一.金属电热元件 铁铬铝(FeCrAl)1.电阻率大,电阻温度系数小。2.
4、使用温度高,空气中最高使用温度:10001100。3.表面负荷比NiCr丝稍高。4.抗氧化抗腐蚀能力好,价格低。你现在浏览的是第九页,共47页Cr27Al7Mo2 1最高使用温度:1400 2在氮气中使用比空气中寿命低(N2会破坏加热元件 的氧化膜)镍铬丝(Ni15Cr60、Cr20Ni80)1电阻率较小,高温强度高;2.加工性能好,高温下力学性能不发生大变化;2最高使用温度:10001050。你现在浏览的是第十页,共47页 纯金属:(高熔点金属:Mo,W,钽)共同特点电阻系数大,熔点高,抗氧化差(一般不适宜 用在空气状态中)。加热时,功率不稳定,一定要配磁性调压器或 可控硅加调压器,加热器电
5、压应该小于100伏。你现在浏览的是第十一页,共47页1钼丝(Mo)(熔点:2630)a.高温状态下:强度高,但脆性大,所以加工性能差,常用直径2mm,常制成丝状、带状或棒状。b.在高温下,与任何耐火材料都能反应,所以耐火材料 必须选择纯度较高的。钼的再结晶温度1007,超过此温度,强度会变低,脆性增加;c.常用温度:1600 ;在1800 时,钼会强烈挥发,晶粒粗大,脆性增加。d.蒸汽压较大,在空气中不能用,在渗碳气氛中,会使 钼变脆;你现在浏览的是第十二页,共47页2钨(W)(熔点:3410)a.最高使用温度:2500;b.常用温度:22002400;c.在保护气氛中号称可用到:3000;d
6、.在2400,真空状态中会强烈挥发;e.在氩气中可用到2600;f.钨丝加工性能差,加工时温度要小于600。你现在浏览的是第十三页,共47页3钽(熔点:2900)a.一般用在真空和保护气氛中(氮气中不能用);b.最高使用温度:2200;c.常用温度:20002100;d.不能在氮气和氢气中使用;e.在空气中400开始氧化,600强烈氧化;f.加工性能好,用真空电子束焊接。你现在浏览的是第十四页,共47页二.非金属电热元件简介 硅碳棒(SiC-94.4%,SiO2-3.6%,其余Al、Fe、CaO)空气中使用温度:6001500 1物理性能硬度高,脆性大,耐急冷急热。高温 变形小。2化学性能具有
7、良好的化学稳定性,酸对其无作用,但碱和碱土金属氧化物在一定温度条件下对其 有侵蚀作用。高温下,水蒸气、氢气、卤素、硫等对其也有氧化和侵蚀作用。气氛影响其使用性能。你现在浏览的是第十五页,共47页3.电阻特性电阻系数大,在800或900时电阻率最低。随温度的升高,电阻呈非线形变化。4.形状可制成“u”型、直棒型。你现在浏览的是第十六页,共47页 硅钼棒(MoSi2)(主要用于实验室电炉)1物理性能室温时,强度高,脆性大,到1350时,开始软化。耐热冲击性好。2化学性能 400800时会产生低温氧化。高温下 耐氧化,耐高温(12001650)。气氛适用于空气、氮气、惰性气体中,但不适用 于还原性气
8、氛中,1350时,应尽量避开含硫和氯 气氛。在弱氧化气氛中,寿命最长。所配耐火材料为酸性或中性材料 你现在浏览的是第十七页,共47页3电阻特性电阻率随温度的升高几乎以直线 关系迅速上升。在正常情况下,元件 电阻一般不随使用时间的长短而变化,所以新旧元件可以混合使用。4.形状可制成棒状,U型、W型、U型直角等形状。如下图所示 你现在浏览的是第十八页,共47页你现在浏览的是第十九页,共47页温度传感器n温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的的规律把温度转换为电量的传感器传感器。它是它是温度测量温度测量仪表仪表的核心部分,品种繁多
9、。的核心部分,品种繁多。按测量方式按测量方式 接触式接触式和和非接触式非接触式 按照按照传感器材料传感器材料及电子元件特性及电子元件特性 热电阻热电阻和和热电偶热电偶 按照温度传感器输出信号的模式按照温度传感器输出信号的模式 数字式温度传感器数字式温度传感器、逻辑输出型温度传感器逻辑输出型温度传感器、模模拟温度传感器拟温度传感器。你现在浏览的是第二十页,共47页热电阻的应用原理热电阻的应用原理 导体的电阻值随温度变化而改变,通过测量其阻值推算出被测物体的温度,利用此原理构 成的传感器就是电阻温度传感器,这种传感器主要用于-200500温度范围内的温度测量。纯金属是热电阻的主要制造材料。主要有C
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