Plak chofaj estanda aliminyòm ak kouch PTFE yo limite a apeprè 260 degre. Pou pwosesis ki mande 300 degre, 400 degre, oswa menm pi wo, yon klas diferan nan materyèl ak teknoloji aparèy chofaj antre nan jwèt. Plak chofaj ultra-wo tanperati yo esansyèl nan endistri tankou fabrikasyon semi-conducteurs, geri konpoze, fòme vè, ak tès materyèl tanperati ki wo. Chwazi materyèl plak ki kòrèk la ak kalite aparèy chofaj asire operasyon serye, distribisyon chalè inifòm, ak lavi sèvis long anba estrès tèmik ekstrèm.
Kritè Seleksyon Materyèl pou Plak Tanperati segondè
Nan tanperati ki pi wo a 300 degre, materyèl komen tankou aliminyòm (pwen k ap fonn 660 degre men pèdi fòs rapidman pi wo pase 200 degre) ak PTFE (maksimòm itilizasyon kontinyèl 260 degre) yo pa solid ankò. Kritè seleksyon kle pou materyèl plak yo enkli:
Maksimòm tanperati opere kontinyèl- Materyèl la dwe kenbe fòs mekanik ak reziste oksidasyon oswa ranpe nan tanperati sib la.
Konduktivite tèmik- Pi wo konduktiviti amelyore inifòmite tanperati atravè plak la.
Koefisyan ekspansyon tèmik (CTE)– Dwe konpatib ak aparèy chofaj entegre ak pyès ki nan konpitè aliye pou evite twòp estrès.
Oksidasyon ak rezistans korozyon– Espesyalman enpòtan nan lè oswa atmosfè pwosesis agresif.
Pri ak machinability– Konsiderasyon pratik pou fabrikasyon.
Opsyon Materyèl Plak pou Tanperati Pi wo pase 300 degre
Materyèl chwa a depann de seri tanperati espesifik, inifòmite obligatwa, ak anviwònman pwosesis. Materyèl sa yo yo souvan itilize.
Nerjaveèi (304, 316, 321)
Plak asye pur fè fyab soti nan 300 degre jiska apeprè 500 degre. Klas 304 ak 316 ofri bon rezistans oksidasyon ak fòs modere. Pou repete tèmik monte bisiklèt, klas 321 (estabilize ak Titàn) bay pi bon rezistans nan korozyon entègranulèr.
Sepandan, asye pur gen relativman ba konduktiviti tèmik (apeprè 15 W / m · K pou 304, konpare ak 205 W / m · K pou aliminyòm). Plak ki pi epè (15-25 mm) souvan oblije kenbe tanperati sifas inifòm. Deformation ka rive si plak la pa byen epè oswa si aparèy chofaj yo mete twò pre sifas la. Pou pwosesis ki pi wo a 500 degre, oksidasyon asye pur akselere, ak alyaj ki gen anpil nikèl vin nesesè.
Incoloy ak Inconel (Alyaj Nikèl-Kwòm)
Incoloy (egzanp, 800, 825) ak Inconel (egzanp, 600, 625) se alyaj nikèl-kwòm-fè ki fèt pou sèvis ekstrèm. Materyèl sa yo montre ekselan fòs ak rezistans oksidasyon jiska 800 degre ak pi wo. Yo se chwa ki pi pito pou plak chofaj opere nan 500-800 degre nan lè oswa atmosfè korozivite.
Incoloy 800 gen yon tanperati maksimòm kontinyèl apeprè 870 degre. Konduktivite tèmik li se apeprè 11-15 W/m·K, menm jan ak asye pur. Kontni an nikèl segondè bay rezistans nan krak korozyon estrès klori ak oksidasyon. Inconel 600 ka itilize jiska 1090 degre, menm si konduktiviti tèmik desann nan apeprè 15 W/m·K nan tanperati chanm ak 20 W/m·K nan 800 degre. Pri a nan alyaj sa yo se siyifikativman pi wo pase asye pur, men pou pwosesis ultra-wo tanperati, yo souvan se sèlman opsyon a serye.
Jete aliminyòm bwonz oswa fè duktil
Pou aplikasyon pou tanperati ki wo modere (300-450 degre), an kwiv jete aliminyòm (alyaj kwiv-aliminyòm) ofri ekselan konduktiviti tèmik (apeprè 40-60 W/m·K) ak bon fòs. Li se souvan itilize nan mouri plak cho ak zouti bòdi kote transfè chalè se kritik. Sepandan, an kwiv aliminyòm pa apwopriye pi wo pase 500 degre akòz oksidasyon.
Ductile fè (fè jete nodilè) ka itilize jiska apeprè 600 degre, ak konduktiviti tèmik alantou 30-40 W / m·K. Li se mwens chè pase alyaj nikèl epi li ka jete nan fòm konplèks. Sepandan, fè duktil gen tandans fè sifas dekale pi wo a 500 degre sof si pwoteje pa yon kouch oswa itilize nan yon atmosfè kontwole.
Materyèl altènatif ekzotik
Pou aplikasyon pou tanperati ki pi wo (800-1200 degre), plak seramik (alumina, carbure Silisyòm) oswa plak grafit yo anplwaye. Plak seramik gen konduktiviti tèmik ki ba anpil (20-30 W/m·K pou carbure Silisyòm, 3-5 W/m·K pou alumina), ki ka lakòz tanperati ki pa inifòmite sof si yo fèt ak anpil atansyon ak eleman chofaj distribiye. Plak grafit ofri ekselan konduktiviti tèmik (100-150 W/m·K) men mande pou yon atmosfè pwoteksyon (vakyòm oswa gaz inaktif) pou anpeche oksidasyon pi wo a 400 degre. Materyèl sa yo depase sijè ki abòde lan tipik plak chofaj endistriyèl men yo note pou konplè.
Teknoloji aparèy chofaj pou plak ki wo tanperati
Chofaj la entegre nan oswa tache ak plak la dwe tou kenbe tèt ak tanperati ki wo. Estanda chofaj PTFE-izole oswa silicone kawotchou pa apwopriye pi wo pase 260 degre. Pou plak ultra-wo tanperati, yo itilize kalite aparèy chofaj sa yo.
Chofaj katouch segondè-tanperati
Chofaj katouch yo se aparèy chofaj silendrik rezistan ki mete nan twou ak presizyon nan plak la. Pou sèvis ki pi wo a 300 degre, materyèl djenn lan dwe alyaj segondè nikèl (Incoloy 800, Inconel 600) oswa asye pur ak bon jan rezistans oksidasyon. Izolasyon entèn la se oksid mayezyòm konpakte (MgO), ki rete estab nan plis pase 800 degre. Chofaj katouch ka rive nan tanperati sifas 750 degre oswa pi wo.
Chofaj sa yo bay ekselan dansite pouvwa (jiska 50 W/cm²) epi yo ka mete yo nan yon modèl kadriyaj pou reyalize tanperati plak inifòm. Sepandan, yo dwe konsidere dezakò CTE ant djenn aparèy chofaj la ak materyèl plak la. Yon anfòm ki lach (0.05-0.10 mm clearance) akomode ekspansyon epi li pèmèt ranplasman aparèy chofaj.
Mika-Izolasyon bann oswa bann chofaj
Aparèy chofaj ki izole mika yo konpoze de yon fil rezistans ki blese sou yon nwayo mika, ki mete an sandwich ant fèy mika, epi ki fèmen nan yon djenn metal (asye pur oswa Incoloy). Aparèy chofaj sa yo anjeneral sere alantou perimèt la oswa boulonnen anba yon plak chofaj. Mika izolasyon kenbe tèt ak tanperati kontinyèl jiska 480 degre (kèk klas jiska 650 degre). Tanperati djenn metal la ka rive nan 450-600 degre, sa ki fè aparèy chofaj mika apwopriye pou anpil aplikasyon pou plak wo-tanperati.
Chofaj bann (rektangilè koup transvèsal) yo ka jete nan plak la oswa boulonnen nan siyon freze. Yo ofri pi ba dansite watt (tipikman 5-15 W/cm²) pase aparèy chofaj katouch men yo pi fasil pou ranplase.
Chofaj fib seramik
Pou tanperati plak ki pi wo a 600 degre, yo itilize aparèy chofaj fib seramik izole. Sa yo anplwaye yon fil rezistans (FeCrAl oswa NiCr) entegre nan yon dra fib seramik oswa vakyòm-fòme tablo seramik. Izolasyon seramik la rete estab nan 1200 degre. Aparèy chofaj sa yo souvan itilize kòm panno radyan gratis olye yo entegre nan yon plak metal. Lè yon plak metal toujou nesesè (egzanp, pou sipò mekanik oswa menm distribisyon tanperati), yon aparèy chofaj seramik ka mete dèyè yon plak mens Incoloy, ak plak la chofe pa radyasyon ak kondiksyon.
Tablo seleksyon materyèl pou plak chofaj segondè-tanperati
Tablo ki anba la a rezime pwopriyete kle komen yomateryèl plak chofaj tanperati ki wo.
| Materyèl | Tanperati maksimòm kontinyèl (degre) | Kondiktivite tèmik (W/m·K) | Pri relatif | Aplikasyon tipik |
|---|---|---|---|---|
| Aliminyòm (6061) | 200 (kouvwi) | 205 | Ba | Pa apwopriye pi wo pase 260 degre |
| Nerjaveèi 304 | 500 | 15 | Ba | Objektif jeneral a 500 degre; risk deformation |
| Nerjaveèi 321 | 550 | 15 | Ba-Mwayen | Rezistans tèmik monte bisiklèt |
| Incoloy 800 | 870 | 11‑15 | Segondè | 500-800 degre; rezistans oksidasyon |
| Inconel 600 | 1090 | 15‑20 | Trè wo | Tanperati ekstrèm; atmosfè korozivite |
| Jete aliminyòm Bwonz | 450 | 40‑60 | Mwayen | Bon konduktiviti; zouti bòdi |
| Ductile Iron | 600 | 30‑40 | Ba-Mwayen | Pri-efikas jiska 600 degre; dekale pi wo a |
| Silisyòm Carbide (seramik) | 1400 | 20‑30 | Trè wo | Tanperati trè wo; frajil |
Konsiderasyon pratik pou konsepsyon plak
Ekspansyon tèmik Dismatch
Lè w entegre aparèy chofaj metal (pa egzanp, aparèy chofaj katouch) nan yon plak ki gen yon materyèl diferan, yo dwe akomode diferans nan koyefisyan ekspansyon tèmik (CTE). Pou egzanp, aparèy chofaj Incoloy katouch gen yon CTE apeprè 15 × 10⁻⁶ / degre, pandan y ap yon plak Incoloy gen yon CTE menm jan an, kidonk pa gen okenn dezakò ki egziste. Sepandan, yon plak asye pur (CTE ~ 17) ak aparèy chofaj Inconel (CTE ~ 14) pral kreye estrès taye pandan chofaj. Yon anfòm clearance ak itilizasyon konpoze anti-seze tanperati ki wo oswa papye grafit ka pèmèt mouvman relatif.
Pwoteksyon oksidasyon
Pou plak opere pi wo a 500 degre nan lè a, oksidasyon sifas la se inevitab. Yon kouch oksid mens ka akseptab, men dekale lou ka chanje emisivite ak kontamine pwosesis la. Netwayaj peryodik oswa aplikasyon kouch seramik wo-tanperati (egzanp, ki baze sou alumina) ka diminye dekale. Nan aplikasyon kritik, yo ka itilize yon purge gaz inaktif (azòt oswa agon) alantou plak la.
Atachman aparèy chofaj ak plak
Nan tanperati ki wo, soude oswa soude aparèy chofaj nan plak la jeneralman evite paske ranplasman vin enposib. Se pito sere mekanik (pou aparèy chofaj teren) oswa aparèy chofaj katouch detachable nan twou komanse fouye. Yo ta dwe itilize keratin tèmik oswa filler kondiktif (egzanp, ki baze sou grafit) ant aparèy chofaj la ak plak la pou amelyore transfè chalè ak ranpli twou vid ki genyen ki te koze pa ekspansyon.
Konklizyon
Plak chofaj segondè-tanperati pou aplikasyon ki pi wo a 300 degre mande pou materyèl espesyalize ak teknoloji aparèy chofaj. Creole aliminyòm ak PTFE limite a apeprè 260 degre. Pou 300-500 degre, plak asye pur ak aparèy chofaj mika-izole oswa katouch bay yon solisyon pri-efikas, menm si deformation ak oksidasyon dwe jere. Pou 500-800 degre, alyaj nikèl-kwòm (Incoloy, Inconel) se materyèl plak yo pi pito, ki asosye ak aparèy chofaj katouch wo-tanperati (djenn Incoloy, izolasyon MgO) oswa aparèy chofaj fib seramik. Bwonz aliminyòm jete ak fè duktil sèvi aplikasyon pou nich nan seri 300-600 degre kote konduktiviti tèmik priyorite. Limit materyèl defini anvlòp la fonksyone posib; depase tanperati maksimòm kontinyèl nenpòt eleman mennen nan echèk rapid. Lè w chwazi materyèl plak apwopriye ak kalite aparèy chofaj, plak chofaj serye wo-tanperati ka fèt pou mande pwosesis endistriyèl.
