Высокотемпературный нагревательный элемент

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н 05 В 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОЬЛУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р

Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4006261/63 (22) f.3.01.86 . (46) 23. 12. 91. Бюл. Р 47 (71) Научно-исследовательский институт тепловых процессов и Всесоюзный научно-исследовательский институт абразивов и шлифования,г.Ленинград (72) С.M.Kàö, В.H.Áîãèè, H.Ã.×óáåíêo

Г.П.Зайцев, Л.Л.Жуков и P.À.Барская (53) 621.365.41 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

h> 1016853, кл. Н 05 В 3/18, 1981. (54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

:(57) Изобретение относится к высока!

Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано в электронагревательных тепло:вых агрегатах, преимущес венно с кис лородсодержащими газовыми средами.

Наиболее близким к изобретению является высокотемпературный нагрева тельный элемент для работы в окислительной среде. содержащий металли/ ческий тонкослойный резистор и защитную оболочку, 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 М или Мо, а защитной оболочки из таких же металлических пленок и пленок из тугоплавкого оксида, например ZrO, рабочая температура нагревателя может дости„„SU„„1700773 А1

2 температурным 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

NiA1 — 2,5X Cr, а в качестве оксидной фазы — алюмооксидная керамика

96 А1 0 + 2Т О + 2Мп0, причем резистивные слои выполнены в объемном соотношении 0,6-1,4, а изоляционные—

1,6-4. 1-з.п.ф-лы. гать 2000 С и выше, при этом обеспечивается и высокая термостойкость нагревателя, присущая много слойным металлооксидным композитам.

Опыт эксплуатации нагревателей этого 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 препставляет собой интерметаллическое

00773

П р и и е р 3. Изготовлен нагреватель, аналогичный примеру 1, размером AxBxH = 30x30x10 мм. Толщина резистннного слоя О,З мм, изоляционного 0,2 мм, температура 1500 С, Количество циклов нагрева 20, Общая длительность нагрева 5 ч.

Формула и з обретения

Составитель Л.Коландо

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Олийнык- Корректор С.,Ыекмар

Заказ 4478 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, -35 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,103

3 17 соединение NiA1 с изоморфным замеще- нием в нем части алюминия хромом, при общем содержании хрома в сплаве

2,5%, а оксидная фаза — алюмооксидную керамику 96А1 0 + 2TiÎz+ 2Ип02

При этом в резистивных слоях оксидная и металлическая фазы находятся в соотношении 0,6-1,4, а в изоляционных слоях соответственно как 1,6-4 0.; Кроме того, чередующиеся резистивные и изоляционные слои выполнены в виде спирально уложенной ленты.

Пример 1. Изготовлен нагре,вательный элемент с размерами AxBxH= =50х50хЗ мм, содержащий 15 витков лен ты, состоящей из чередующихся слоев: .резистивного 1 50% (NiA1 + 2,5X Cr) +

+ 50% (А1 0 + 2% ТхОд+ 2X NnOz)J толщиной 0,8 мм и изоляционного $34% (NiA1 + 2,5X Cr) + 667 (Alz0>+ !

+ 27 TiO@+ 2X ИпО ) толщиной 0,7 мм

Общая длина ленты 1500 мм.

Изоляционная подложка толщиной

0,5 мм получена иэ тех же слоев и приложена к спирали изоляционным слоем. Выводы были спрессованы целиком из резистивного соединения (NiA1 + .+ 2,5% Cr) . ,После сборки и подпрессовки нагре, вательный элемент бып спечен в водородной атмосфере при 1500 С.

При испытаниях нагреватель удов"летворительно работал 10 ч при температуре 1500 С. Ток через резистор при напряжении 10 В равен 100 А.

Пример 2. Изготовлен нагре= нательный элемент, аналогичный приме ру 1, размером АхВхН = 50x50x5 ьм с толщиной каждого слоя по 0,5 мм.

При испытаниях достигнуты следующие результаты: рабочая температура

145Î0C количество нагревов 12, про- должительность каждого нагрева 9 ч. . После испытаний состояние нагревате" ля - удовлетворительное.!

О

Предложенный высокотемпературный нагревательный элемент, состоящий из чередующихся слоев на основе интерметаллического соединения NiA1 +

+ 2,57. Cr и высоксглиноземистой ке1I5 рамики А1 0 + 2X Т О + 2% ИпО с разным нх объемным соотношением в резисторном и изоляционном слоях, обладает повьппенной долговечностью при удовлетворительной совместимости разнородных слоев н отсутствием расслоения.

1. Высокотемпературный нагрева— тельный элемент, состоящий из череI

t дующнхся резлстивных и изоляционных слоев с T л H ч R ю щ M и с я тем что, с целью повышения долговечности. резистивные и изоляционные слои вы30 полнены из металлооксидных керметов, металлическая фаза которых представ-, ляет собой интерметаллическое соединение NiA1, в котором часть А1 изоморфно замещена Cr, при общем содержа35 нии Cr в сплаве 2,57, а сксидная фаза — алюмооксидную кераьжку

96А1 0 + 2TiOz+ 2ИпО, причем в резистивных слоях металлическая фаза и оксидная находятся н соотношении

40 0,6-1,4,а в изоляционных слоях соответственно как 1,6-4.

2, Элемент по п.i о т л и ч а юшийся тем, что чередующиеся резистивные и изоляционные слои выполнены в виде спирально уложенной ленты.