Os Elementos de Aquecimento

Elementos de aquecimento

Nunca use um forno como uma caixa preta. Os elementos de aquecimento vão para certas temperaturas, mesmo assim você pode não querer este tipo de material perto de sua amostra para minimizar contaminação. A tabela 9.4 lista os materiais que podem ser usados para aquecimento por resistência elétrica.

ANEXAR TABELA

* Fornos operando no ar a temperatura de até 1300 C usualmente usam ligas de Cr de fio enrolado;

* Para temperaturas mais altas no ar usa-se metais preciosos ou barras de SiC;

* Para temperaturas muito altas que requerem um ambiente oxidante, são utilizados elementos cerâmicos, mais comumente o ZrO2;

* Nos casos em que as atmosferas redutoras podem ser toleradas, podem ser usados grafite ou metais refratários, como Mo e W;

Vamos olhar, com um pouco mais de detalhe, alguns dos materiais cerâmicos que são utilizados como elementos de aquecimento em fornos. Mencionaremos um outro tipo de elemento de resistência, o SnO2, que é usado em fornos de fusão de vidro aquecidos eletricamente.

Carboneto de silício

O carbeto de silício é a cerâmica nonoxide mais amplamente utilizada para elementos de aquecimento para fornos de alta temperatura. Os elementos de aquecimento SiC podem ser usados até 1500 ° C no ar por causa da formação de uma camada protetora de óxido. Em temperaturas na faixa de 1500 a 1600 ° C, o SiC se decompõe:

SiC(s) + O2(g) → SiO(g) + CO(g) 9.9

Existem três métodos principais utilizados para produzir elementos de aquecimento SiC:

* Reação in situ( pesquisar)

* Ligação de reação

* Sinterização

No primeiro método, um tubo de carbono é aquecido a cerca de 1900 ° C em uma base de areia (SiO2) e coque (C). O tubo pode ser diretamente aquecido por resistência ou aquecido indiretamente por um tubo sacrificial de menor diâmetro. O monóxido de silício é gerado a partir da reação 9.9 e se infiltra no tubo de carboneto, transformando-o em SiC. O tubo de SiC é então removido e o carbono residual é queimado. O tubo tem uma porosidade de cerca de 30% e uma grande área de superfície interna. Para evitar a oxidação interna durante o uso, as superfícies externas do tubo são revestidas com uma camada fina de um vidro de aluminos silicato de cálcio e são então queimadas a cerca de 1450 ° C. Nesta forma, os tubos têm uma resistência uniforme ao longo do seu comprimento. Uma seção de aquecimento de maior resistência é feita com diamante cortando uma espiral através da parede do tubo, como mostrado na Figura 9.7. Ajustar o tom do corte varia a resistência.