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基于石墨材料的诸多优良特性，详细分析了真空热处理炉中石墨加热元件的各种结构形式，以及设计和使用中的一些注意事项，为石墨加热元件在真空炉行业的推广和使用提供参考。关键词:石墨加热元件的使用条件。石墨具有耐高温、热膨胀小、抗热震性强的特点。在室温下，石墨的强度比金属差，但其机械强度为2500。以下c随着温度的升高而升高，范围为1700 ~ 1800。c最好，甚至超过所有氧化物和金属材料。

石墨加热元件在真空炉中的应用

1.石墨加热器的使用条件。石墨加热器的材料一般采用优质石墨或三高石墨。由于不同厂家生产的石墨坯料电阻率差异很大，通常为8 ~ 13 fl。删除:n可以是m，设计时可以用loll bang/m临时计算。厂家确定后，适当修改变压器的电气参数，加热系统的功率可以满足设计要求。发热元件由石墨纤维制成，其电阻率为4.7 fl。N _ z/m. (1)电阻炉石墨加热器的使用寿命取决于其氧化挥发速度、表面功率、最高工作温度等。当真空度为10时。当温度约为10.3 Pa时，工作温度应低于2200°C。如果加热器需要在2200°C以上工作，炉子必须保持在低真空或保护气体中，如H2、N2、CO2、M等。被引入炉内以产生一定的压力来减少挥发，从而使操作温度可达到3000℃左右。(2)石墨发热元件的允许表面负载值很大，约为40 ~ 60 W/cm3。一般石墨棒、管、板等元件的辐射面积很大，其表面载荷值很低。因此，在设计石墨加热元件时，可以忽略负载极限。(3)石墨在低温下具有良好的导热性，但在高温下下降到低温的几分之一。因此，加热体的中心和外表面之间的温差在加热体中引起机械应力...因此，石墨发热体的壁厚通常为8 ~ 16毫米，加厚部分的厚度为16 ~ 30毫米。对于实心棒，当石墨加热棒直径超过P12mm时，最好用石墨管代替，这样不仅可以增加电阻值，增大散热面积，提高热效率，还可以克服实心棒芯部与外部温差过大，高温时损坏电热元件的缺陷。(4)石墨发热体作为真空炉的电热元件，电压不能过高，否则会导致炉内真空放电或辉光放电，损坏电热元件；电压过低会增加电热元件的电流，使电热元件的连接结构困难复杂，增加电损耗。因此，元件的电压应在200 V以下，根据工作温度和炉内气氛，电压应在170-30v之间。(5)石墨电热元件的电阻率随温度变化很小，一般不考虑电阻的温度系数。在设计中，根据电压和功率，可以选择一个定值的变压器来满足要求。  

基于石墨材料的诸多优良特性，详细分析了真空热处理炉中石墨加热元件的各种结构形式，以及设计和使用中的一些注意事项，为石墨加热元件在真空炉行业的推广和使用提供参考。

关键词:石墨加热元件的使用条件。石墨具有耐高温、热膨胀小、抗热震性强的特点。在室温下，石墨的强度比金属差，但其机械强度为2500。以下c随着温度的升高而升高，范围为1700 ~ 1800。c最好，甚至超过所有氧化物和金属。石墨熔点高，蒸汽压低，真空炉内的气氛中会含有低浓度的碳，碳会与残留气体中的O:和H2O蒸汽分子发生反应，产生净化作用。即使在低真空度下，待处理工件也能获得光亮的表面状态，大大简化了真空系统，降低了成本，这是任何金属电热体无法比拟的。

由于上述一系列优异的特性，石墨作为真空电阻炉的加热元件，在热处理行业越来越受欢迎，在高温电阻炉中的应用也越来越广泛。

1.管式加热器管式加热器可分为单相和叁相。图3显示了广泛使用的单相管式加热器。从管子的一端切成相等的两部分，另一端不切，使加热长度增加一倍，从而增加电阻。同时，为了增加加热器的强度，加热器的切割端的厚度被加厚。尝-是加热部分，尝-是加厚部分，电加热器的电阻等于上下两部分电阻之和。图3单相管式加热器示意图图4所示为叁相管式加热器，其结构与单相相似。它从管子的一端被切成叁等份，而另一端没有被切开。它被叁个间隙分成叁个电阻相同的部分，在两端连接成星形，础、叠、颁为叁相端子。必要时，根据阻力的需要，可在每相上开一个或多个长槽以增加阻力。图4组合棒加热器示意图超细石墨13546972862王永超

2.组合杆状加热器管式加热器多用于带有圆筒形工作室的电阻炉。由于材料尺寸的限制，它只适用于小型高温真空炉。由于原材料尺寸的限制，管式加热器无法满足大型热处理炉的要求，整体加工不仅制造成本高，而且在使用过程中局部损坏，使用成本高。图5显示了一种新开发的组合式棒形加热器，它适用于1500℃。c真空炉下面。这种结构采用石墨棒作为发热元件，由几个部件组装而成，因此不受原材料尺寸的限制，易于加工，大大节约了制造成本。如果在使用过程中由于碰撞、氧化、老化等原因造成零件损坏，可以更换局部零件，方便维修，大大降低使用成本。整个结构主要由石墨加热棒、石墨锥套、石墨导电环、99瓷绝缘连接环、石墨螺栓等组成。石墨加热棒为加热元件，通过石墨锥形夹套固定在上下两端的石墨导电环上。石墨导电环和99瓷绝缘连接环通过石墨螺栓连接，形成两个完整的环。通过合理安排石墨加热棒、石墨导电环和99瓷连接环的数量和位置，使石墨加热棒形成所需的串并联电路，最后由电极引出棒连接，与外接电源相连，达到加热的目的。C △图5三相管式加热器示意图

3.各种石墨加热元件的结构1.1最简单的单杆单相电加热器如图1所示。电流从两端直接引入石墨棒，LL是加热部分，L2是连接部分。为了增加热值，石墨棒可以做成空心的。由于中心部分不需要加热，电能可以被有效地利用。图1最简单的单相电加热器示意图X: Si Ban}，“Not3ctr”为例。r-图2单相细长电加热器示意图。由于石墨毛坯的限制，无法将接合部分和工作部分做成一个整体。如图2所示，可以做成几个部分，然后用螺母把这些部分连接起来。设计时要注意，由于石墨材料存在气孔、杂质、颗粒等缺陷，应采用粗螺纹连接，螺钉内径应大于发热体工作部分的. 194直径，刻螺纹长度应为螺钉长度的1.5倍，以保证接头处有足够的导电面积。特别是使用大电流时，为了改善螺纹连接与电极接头的接触，应在紧密部位涂石墨膏，以增加导电面积。

4.平板式加热器图6所示为平板式加热器，是近年来新采用的加热元件。它具有制造方便、散热面积大、能承受较大热应力的优点。图6平板加热器馈电示意图平板加热器主要用于方形工作室。根据有效加热面积的大小，可以由一块或几块串联和并联而成。制作时，将石墨坯料加工成板状，然后在其上制作若干个槽，形成一个圈。电极引出端础和叠应该加厚。根据炉温均匀性的要求，在炉子的两侧、顶部和底部布置平板加热器，形成一个方形的工作室，可以达到多面加热的目的。

5.石墨布和石墨带加热体，石土螺旋压板，石墨加热带连接柱，图7石墨带固定方式示意图。近年来，将石墨纤维编织成石墨布或带制成发热元件，多根带并联可形成单相和叁相电源。与石墨相比，石墨布具有热惯性小、不变形、柔韧性好等特点，得到了广泛的应用。图7是石墨带最简单的固定方式，方便更换元件。石墨纤维编织的尺寸可以根据电阻率的要求和炉子的空间布置进行特殊编织。

6.结论就石墨的某些性质而言，它既像金属又像陶瓷。说它像金属，是因为它导热导电性能高，加工性能好。说它像陶瓷是因为它多孔，热膨胀系数小，非常小，接近于零。石墨电阻大，在加热器截面积大的情况下可以使用低压大电流电源，容易得到高温。与真空炉常用的钨、钼、钽等纯金属材料相比，价格便宜很多。基于上述优点，作为真空电阻炉和保护气氛炉的加热元件，越来越受到热处理行业的追捧。