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Le radiateur en graphite fait référence à un four électrique en matériau de graphite pour chauffer la partie de l'élément de chauffage. Le graphite a d'excellentes propriétés de conductivité électrique et thermique. Le graphite est couramment utilisé comme élément chauffant dans des fours industriels spéciaux ou des fours électriques. Au début de la fournaise électrique industrielle, des électrodes en graphite ont été utilisées comme éléments de chauffage, puis des électrodes de haute puissance à haute densité ont été utilisées comme éléments de chauffage. Avec le développement de l'industrie des semi-conducteurs, les fours de chauffage pour raffiner des matériaux tels que le silicium monocristallé, le germanium monocristallant, l'arséniure de gallium, le phosphore et l'indium, sélectionnent du graphite de structure fine de haute pureté et du graphite isotrope comme éléments de chauffage.
▍ Performance maine du radiateur en graphite
La vitesse d'oxydation et la vitesse de volatilisation du graphite affectent la durée de vie de l'élément chauffant. Lorsque le degré de vide est de 10-3 ~ 10-4 mmHg, la température de fonctionnement doit être inférieure à 2300 ℃. Dans l'atmosphère protectrice (H2, N2, AR, etc.), la température de fonctionnement peut atteindre 3000 ℃. Le graphite ne peut pas être utilisé dans l'air, sinon il sera oxydé et consommé.
Le coefficient de dilatation thermique du graphite est petit et la taille est stable lorsque la température augmente, ce qui est l'une des caractéristiques importantes de la conception structurelle de l'élément chauffant.
La résistance mécanique du graphite est inférieure à 2500 ° C et augmente avec l'augmentation de la température. Lorsque la température dépasse 2500 ° C, la résistance baisse rapidement.
La conductivité thermique du graphite diminue avec l'augmentation de la température. Lorsque la fournaise fonctionne à une température élevée et que l'épaisseur de la paroi de l'élément chauffant est grande, la différence de température entre la surface de l'élément chauffant et le centre est grande, entraînant une plus grande contrainte thermique.
Bien que la résistivité du graphite soit relativement grande, afin d'augmenter la résistance de l'élément chauffant, sa paroi latérale devrait avoir une certaine épaisseur. Par conséquent, la résistance totale de l'élément de chauffage est très faible et varie avec différents lots de matériaux. Besoin d'être équipé d'un transformateur à haute tension et à courant élevé. Le graphite a une résistance mécanique élevée, une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation thermique. Par conséquent, il a une bonne résistance aux chocs thermiques et peut réduire l'apparence des fissures à des températures élevées.
▍Inoptimisé la conception du radiateur en graphite
Les chercheurs ont effectué une analyse comparative des résultats du calcul de simulation avant et après l'amélioration de la structure du radiateur en graphite et sont arrivés aux conclusions suivantes:
1. Après l'amélioration de la structure du réchauffeur de graphite, l'uniformité du champ de température dans le cylindre de graphite est considérablement améliorée.
2. Une fois la structure du réchauffeur de graphite amélioré, la basse température du produit fritté près de la porte du cylindre de graphite a été considérablement améliorée.
Après l'amélioration, la différence de température entre le produit fritté près de la porte du cylindre du graphite et d'autres positions est petite, ce qui améliore l'uniformité de la température de surface du produit fritté dans toute la fournaise, qui joue un rôle important pour assurer la qualité du produit fritté dans toute la fournaise.
3. Une fois que la structure du radiateur en graphite est améliorée, bien que la température de surface du produit fritté présente toujours une distribution de l'extérieur élevé et bas à l'intérieur, la zone de température la plus élevée n'est plus le produit supérieur et moyen fritté. Ceci est utile pour améliorer la surface du produit fritté près de la porte du four. La température joue un rôle important, réduisant considérablement l'influence causée par l'absence d'éléments de chauffage à la porte du four et améliorant l'uniformité de la température de surface des produits frittés dans toute la fournaise.
Le radiateur en graphite fait référence à un four électrique en matériau de graphite pour chauffer la partie de l'élément de chauffage. Le graphite a d'excellentes propriétés de conductivité électrique et thermique. Le graphite est couramment utilisé comme élément chauffant dans des fours industriels spéciaux ou des fours électriques. Au début de la fournaise électrique industrielle, des électrodes en graphite ont été utilisées comme éléments de chauffage, puis des électrodes de haute puissance à haute densité ont été utilisées comme éléments de chauffage. Avec le développement de l'industrie des semi-conducteurs, les fours de chauffage pour raffiner des matériaux tels que le silicium monocristallé, le germanium monocristallant, l'arséniure de gallium, le phosphore et l'indium, sélectionnent du graphite de structure fine de haute pureté et du graphite isotrope comme éléments de chauffage.
▍ Performance maine du radiateur en graphite
La vitesse d'oxydation et la vitesse de volatilisation du graphite affectent la durée de vie de l'élément chauffant. Lorsque le degré de vide est de 10-3 ~ 10-4 mmHg, la température de fonctionnement doit être inférieure à 2300 ℃. Dans l'atmosphère protectrice (H2, N2, AR, etc.), la température de fonctionnement peut atteindre 3000 ℃. Le graphite ne peut pas être utilisé dans l'air, sinon il sera oxydé et consommé.
Le coefficient de dilatation thermique du graphite est petit et la taille est stable lorsque la température augmente, ce qui est l'une des caractéristiques importantes de la conception structurelle de l'élément chauffant.
La résistance mécanique du graphite est inférieure à 2500 ° C et augmente avec l'augmentation de la température. Lorsque la température dépasse 2500 ° C, la résistance baisse rapidement.
La conductivité thermique du graphite diminue avec l'augmentation de la température. Lorsque la fournaise fonctionne à une température élevée et que l'épaisseur de la paroi de l'élément chauffant est grande, la différence de température entre la surface de l'élément chauffant et le centre est grande, entraînant une plus grande contrainte thermique.
Bien que la résistivité du graphite soit relativement grande, afin d'augmenter la résistance de l'élément chauffant, sa paroi latérale devrait avoir une certaine épaisseur. Par conséquent, la résistance totale de l'élément de chauffage est très faible et varie avec différents lots de matériaux. Besoin d'être équipé d'un transformateur à haute tension et à courant élevé. Le graphite a une résistance mécanique élevée, une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation thermique. Par conséquent, il a une bonne résistance aux chocs thermiques et peut réduire l'apparence des fissures à des températures élevées.
▍Inoptimisé la conception du radiateur en graphite
Les chercheurs ont effectué une analyse comparative des résultats du calcul de simulation avant et après l'amélioration de la structure du radiateur en graphite et sont arrivés aux conclusions suivantes:
1. Après l'amélioration de la structure du réchauffeur de graphite, l'uniformité du champ de température dans le cylindre de graphite est considérablement améliorée.
2. Une fois la structure du réchauffeur de graphite amélioré, la basse température du produit fritté près de la porte du cylindre de graphite a été considérablement améliorée.
Après l'amélioration, la différence de température entre le produit fritté près de la porte du cylindre du graphite et d'autres positions est petite, ce qui améliore l'uniformité de la température de surface du produit fritté dans toute la fournaise, qui joue un rôle important pour assurer la qualité du produit fritté dans toute la fournaise.
3. Une fois que la structure du radiateur en graphite est améliorée, bien que la température de surface du produit fritté présente toujours une distribution de l'extérieur élevé et bas à l'intérieur, la zone de température la plus élevée n'est plus le produit supérieur et moyen fritté. Ceci est utile pour améliorer la surface du produit fritté près de la porte du four. La température joue un rôle important, réduisant considérablement l'influence causée par l'absence d'éléments de chauffage à la porte du four et améliorant l'uniformité de la température de surface des produits frittés dans toute la fournaise.
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