高温炉常用的发热元件有钼丝、硅碳棒、硅钼棒等，那么这三种材料分别用在什么高温炉上,各自优缺点都是什么呢？
钼丝：钼是一种容易氧化的金属,钼在空气中加热2h升到200℃时,仍保持其金属光泽,但在300℃时则产生钢灰色,在低温的氧化膜以蓝紫色的MoO3为主,在400℃以上,只能看到黄色的MoO2,在高温到600℃时,则形成粘附的黑色氧化层.
钼在空气中加热极易形成的氧化物时MoO3,在450℃以上,MoO3的蒸汽压足以引起氧化膜的挥发,这就是钼快速被氧化的原因.在300～700℃范围内,贴近金属表面的时稳定的MoO2,MoO3的熔点为793℃,MoO2和MoO3形成低共熔物,在770℃熔化.
没有涂层的钼在高温真空中非常稳定,在任何温度时,纯氢、氩、氮等气氛对钼完全是惰性的.钼的电阻温度系数比一般的金属大,为α=5.5×10-3.所以钼丝电炉必须有调节范围很宽的调压装置.一般用感应变压器或自耦变压器来调节.如用自耦变压器,则每级电压的变动范围不应太大.钼金属本身具有很好的延展性,可以制作成丝状、带状、或者棒状.因为钼的性质很脆,不容易加工成螺旋状.一般钼丝是聚成一束在炉膛四周竖绕,或捣打在刚玉管里.
主要应用的电阻炉温度在1800度以内,并且需要用还原性气体保护、或者在惰性气体保护下使用、真空炉内使用.
硅碳棒电热元件是一种以碳化硅为主要原料制成的非金属电热元件，具有膨胀系数小、不易变形、化学稳定性强、使用寿命长、安装维修方便等特点。
硅碳棒具有较大的比电阻，在空气中通电加热，发热部表面温度1050±50℃时，电阻率为600-1400Ω-mm2/M.硅碳棒的电阻随温度升高而变化，从室温到800℃。电阻-温度特征曲线为负值，温度高于800℃为正值。
硅碳棒表面负荷大小与其使用寿命长短关系很大，因此，在通电加热时要严格控制在允许负荷范围之内，切忌超负荷使用。
硅碳棒发热部表面温度与相应炉温下，发热部单位表面允许负荷如上表。
硅钼棒：二硅化钼电热体时用粉末冶金法经挤压、烧结而成.硅钼棒有冷端和热端组成,通过大电流焊接起来,冷端较粗,供导电用,热端较细,电阻较大,供发热用.
二硅化钼的熔点为2030℃,硅钼棒电热体最高工作温度为1700℃和1800℃两种类型.因为在加热时,在二硅化钼电热体表面上生成一层气密的二氧化硅玻璃膜,它具有很强的抗氧化能力,一旦操作过程中保护层破坏,它会自动的重新密封,防止进一步氧化.由于硅钼棒的抗氧化能力好,在电热体温度不变时,电阻为一常量.在同一炉体中新旧硅钼棒可同时并联或串联混合使用.二硅化钼电热体也可以在非氧化气氛中使用.
二硅化钼的电阻率随温度的升高几乎以直线的关系迅速上升,如下图所示.1800型的电阻系数比1700型的高4%左右,加热功率有一定的自然控制,所以在一定的电压下,功率在低温时是高的,而随着温度的上升,则功率减少.这样既可以迅速达到所需要的炉温,又能避免硅钼棒过热.
硅钼棒在室温时既硬又脆,抗冲击强度低,抗弯和抗拉强度好.元件在高于1350℃时发生软化变形,并有延展性,伸长率5%,冷却后又恢复脆性.硅钼棒耐热冲击性能良好,把单只电热体吊挂在空气中,元件两端加全工作电压45秒,元件表面的温度即可达到1600℃,然后断电2分15秒冷却,作为一个周期,这样反骨观察电热体,也就是测试电热体的抗热冲击能力.
二硅化钼棒的使用
①硅钼棒适用于氧化气氛,在炉温为1500℃时,表面功率约为15 w/cm2.
②硅钼棒连续使用,其表面功率比间断操作高,硅钼棒的使用寿命比其他非贵重金属材料做成的电热体长.
③硅钼棒不适宜在400～700℃温度范围内长时间使用,因为在此温度范围内,硅钼棒将发生低温氧化而遭到破坏.
硅钼棒主要应用在温度在1700度以内的电炉子内,或者玻璃退火炉里面经常使用.炉子内部气氛要为氧化性气氛,还原性或者惰性气氛都会降低硅钼棒的使用寿命.
氧化锆：
选用温度在1850度以上,必须为氧化性气氛的电炉内使用.
氧化锆发热体具有高的熔点,在氧化性气氛中稳定性最好,最高使用温度可达到2400度,是一种优良的新型高温发热元件,当使用氧化锆的电炉时,一定得先使用辅助的加热元件通电,逐步加热氧化锆发热体到1000度左右,然后再给氧化锆发热元件通电,氧化锆电热原件在温度升高的过程中,电阻会不断减小,所以一定要控制好电压调节,使用时要注意.
