Высокотемпературный нагревательный элемент Советский патент 1991 года по МПК H05B3/10 

Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано в электронагревательных тепло- ;вых агрегатах, преимущественно с кис- лородсодержащими газовыми средами.

Наиболее близким к изобретению является высокотемпературный нагревательный элемент для работы в окислительной среде содержащий металлический тонкослойный резистор и за- . щитную осюлочку, выполненную из чередующихся слоев тугоплавкого оксида и тугоплавкого металла, получаемых так же, как и резистор, методом пленочной технологии. Благодаря применению резистора из пленок на основе W или Мо, а защитной оболочки из таких же металлических пленок и пленок из тугоплавкого оксида, например ZrO., рабочая темпера- тура нагревателя может достигать 2000°С и выше, при этом обеспечивается и высокая термо- t стойкость нагревателя, присущая многослойным металлооксидным композитам, Опыт эксплуатации нагревателей это го типа (например, Mo/ Zr02) в интервале температур 1400-2000°С выявил их недостаточную долговечность (до 10-20 ч), что связано со значитель- ной диффузией кислорода через оксидные слои, особенно в случае их существенной пористости.

Целью изобретения является повышение долговечноси работы.

Поставленная цель достигается тем, что высокотемпературный нагревательный элемент содержит чередующиеся резистивные и изоляционные слои, выполненные из металлооксидных керметов, металлическая фаза которых представляет собой интерметаллическое

ЩэтА

4 СО

соединение NiAl с изоморфным замещением в нем части алюминия хромом, при общем содержании хрома в сплаве 2,5%, а оксидная фаза - алюмооксид- ную керамику 2TiOz+ 2Мп02. При этом в резистивных слоях оксидная и металлическая фазу находятся в соотношении 0,6-1,4, а в изоляционных слоях соответственно как 1,6-4,0. Кроме того, чередующиеся резистив- ные и изоляционные слои выполнены в виде спирально уложенной ленты.

Пример 1. Изготовлен нагревательный элемент с размерами АхВхН 50x50x3 мм, содержащий 15 витков ленты, состоящей из чередующихся слоев: резистивкого 50% (NiAl + 2,5% Сг) + + 50% (А1г03+ 2% TiOz+ 2% Мп02)3 толщиной 0,8 мм и изоляционного D4% (NiAl + 2,5% Сг) + 66% (А1203+ + 2% 2% Мп02) толщиной 0,7 мм Общая длина ленты 1500 мм.

Изоляционная подложка толщиной 0,5 мм получена из тех же слоев и приложена к спирали изоляционным слоем.Выводы были спрессованы целиком из реэистивного соединения (NiAl + 4- 2,5% Сг).

После сборки и подпрессовки нагре- вательный элемент был спечен в водородной атмосфере при 1500°С.

При испытаниях нагреватель удовлетворительно работал 10 ч при температуре 1500°С. Ток через резистор при напряжении 10 В равен 100 А.

Пример 2. Изготовлен нагре- вательный элемент, аналогичный примеру 1 , размером АхВхН 50x50x5 мм с толщиной каждого слоя по 0,5 мм. При испытаниях достигнуты следующие результаты: рабочая температура 1450°С9 количество нагревов 12, продолжительность каждого нагрева 9 ч. После испытаний состояние нагревателя - удовлетворительное.

5

0

5

0

5

0

5

Пример 3. Изготовлен нагреватель, аналогичный примеру 1, размером АхВхН 30x30x10 мм. Толщина ре- зистивного слоя 0,3 мм, изоляционного 0,2 мм, температура 1500°С. Количество циклов нагрева 20. Общая длительность нагрева 5 ч.

Предложенный высокотемпературный нагревательный элемент, состоящий из чередующихся слоев на основе интерметаллического соединения NiAl + 2,5% Сг и высокоглиноземистой керамики А1203 + 2% li02 + 2% МпО с разным их объемным соотношением в резисторном и изоляционном слоях, обладает повышенной долговечностью при удовлетворительной совместимости разнородных слоев и отсутствием расслоения .

Формула изобретения

1.Высокотемпературный нагревательный элемент, состоящей из чередующихся резлстивных и изоляционных споев, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, резистивные и изоляционные слои выполнены из металлооксидных керметов, металлическая фаза которых представляет собой интерметаллическое соединение NiAl, в котором часть А1 изоморфно замещена Сг, при общем содержании Сг в сплаве 2,5%, а оксидная фаза - алюмооксидную керамику 9бА1гОз+ 2TiOЈ+ 2MnOz, причем в ре- знстивных слоях металлическая фаза

и оксидная находятся в соотношении 0,6-1,4,а в изоляционных слоях соответственно как 1,6-4.

2.Элемент поп.1, отличающийся тем, что чередую циеся ре- зистивные и изоляционные слои выполнены в виде спирально уложенной ленты.

Изобретение относится к высокотемпературным печам с кислородсодержащими газовыми средами. Целью изобретения является повышение долговечности работы. Высокотемпературный нагревательный элемент содержит чередующиеся резистивные и изоляционные слои, выполненные из керметов, в качестве металлической фазы которых использовано интерметаллическое соединение NiAl - 2,5% Сг, а в качестве оксидной фазы - алюмооксидная керамика 96 А1±03+ 2Т10г-ь 2Мп02, причем резистивные слои выполнены в объемном соотношении 0,6-1,4, а изоляционные - 1,6-4. 1 з.п.ф-лы.