加热元件

加热元件通过的过程中的电能转换为热的焦耳加热。通过元件的电流会遇到电阻，从而导致元件发热。与珀尔帖效应不同，此过程与电流方向无关。

电阻丝：金属电阻加热元件可以是直的或盘绕的导线或带状。它们用于烤面包机和吹风机、工业加热炉、地板加热、屋顶加热、融雪的路径加热、干燥器等常见加热设备中。

最常用的材料类别包括：

• 镍铬合金：大多数电阻丝加热元件使用镍铬合金80/20（80％镍、20％铬）导线，带状或带状。Nichrome 80/20是一种理想的材料，因为它具有较高的电阻，并且在首次加热时会形成氧化铬的粘附层。该层下面的材料不会氧化，从而防止电线断裂或烧毁。
• Kanthal（FeCrAl）电线
• 用于低温加热的白铜（CuNi）合金
• 蚀刻箔：蚀刻箔元件通常由与电阻丝元件相同的合金制成，但采用减法光蚀刻工艺生产，该工艺从连续的金属箔片开始，以复杂的电阻图案结束。这些元素通常在精密加热应用中使用，例如医学诊断和航空航天。

• 二硅化钼（MoSi ₂）是一种金属间化合物，是钼的硅化物，是一种主要用于加热元件的耐火陶瓷。它具有中等密度，熔点2030°C（3686°F），并且具有导电性。在高温下，它会形成二氧化硅的钝化层，从而防止其进一步氧化。应用领域包括玻璃工业、陶瓷烧结、热处理炉和半导体扩散炉。
• 氮化硅，用于燃气炉和柴油机预热塞的新一代热表面点火器由氮化硅材料制成。这种加热元件或电热塞的最高温度达到1400°C，并迅速点燃气体，柴油或煤油。
• PTC陶瓷元件：PTC 陶瓷材料因其正的电阻热系数而命名（即，加热时电阻增加）。尽管大多数陶瓷的系数为负，但是这些材料（通常是钛酸钡和钛酸铅复合材料）具有高度非线性的热响应，因此，在高于成分依赖的阈值温度时，其电阻会迅速增加。这种行为使材料充当自己的恒温器，因为电流在冷却时通过，而在加热时不通过。这种材料的薄膜用于汽车后窗除霜加热器，而蜂窝状的元件则用于较昂贵的设备吹风机，太空取暖器和最现代化的颗粒炉。这种加热元件的温度可以达到950-1000°C，并因其温度和稳定性的速度而广受赞誉。
• 石英卤素加热器也用于提供辐射加热和冷却。

• 管状（带护套的）元件通常包括一个镍铬合金（NiCr）电阻加热合金丝细线圈，该线圈位于金属管（铜或不锈钢合金，如Incoloy）中，并由氧化镁粉末绝缘。为了防止湿气进入吸湿性绝缘体，末端配备了绝缘材料的珠子，例如陶瓷或硅橡胶，或两者结合。将该管通过模具抽出以压缩粉末并使热传递最大化。它们可以是直杆（例如在烤箱中），也可以弯曲成一定形状以覆盖要加热的区域（例如在电炉、烤箱和咖啡机中））。
• 自1990年代中期以来，沉积在陶瓷绝缘金属（通常为钢）板上的丝网印刷金属陶瓷轨迹已广泛用作水壶和其他家用电器中的元素。
• 辐射加热元件（加热灯）：大功率白炽灯通常以低于xxx功率的功率运行，主要辐射红外线而不是可见光。这些通常在辐射空间加热器和食物加热器中发现，呈长管形或R40反射灯形。反射灯的样式通常为红色，以xxx程度地减少可见光的产生。管状形式有不同的格式：
  • 镀金-以专利的Phillips Helen灯而闻名。金二色性薄膜沉积在内部，可减少可见光并允许大部分短波和中波红外光通过。主要用于取暖的人。现在，许多制造商生产这些灯，并且它们在不断改进。
  • 红宝石涂层-与镀金的灯泡具有相同的功能，但价格却低廉。可见的眩光远高于金色。
  • 透明-无涂层，主要用于生产过程。
• 可拆卸的陶瓷芯元件使用一个绕线的电阻加热合金丝，该合金丝穿过一个或多个圆柱形陶瓷段，以形成所需的长度（与输出有关），带有或不带有中心杆。这种类型的元件插入一端密封的金属护套或管中，可以进行更换或修理，而无需中断所涉及的过程，通常是在压力下进行流体加热。

• 高温炉的加热元件通常由特殊材料制成，包括铂、 二硅化钨/二硅化钼、钼（真空炉）和碳化硅。碳化硅点火器在燃气烤箱中很常见。激光加热器也用于达到高温。