Os aquecedores cerâmicos são divididos principalmente em dois tipos: alumina e nitreto de silício, com as seguintes características:
1. Miniaturização, peso leve e economia de energia; capaz de atingir alta densidade de potência e alta eficiência térmica, permitindo a instalação de elementos de aquecimento com diversas capacidades simultaneamente.
2. Excelentes características térmicas, demonstradas por taxas de aquecimento rápidas e pela capacidade de atingir qualquer distribuição de temperatura.
3. Alta segurança e confiabilidade, refletidas em bom desempenho de isolamento elétrico e características de resistência à tensão, com resistência ao aquecimento não oxidante, desconexão e envelhecimento mínimos e boa resistência à corrosão.
4. Ampla aplicação, capaz de aquecer líquidos como água e querosene, bem como sólidos como metais.
5. Ecologicamente correto, sem poluição ou ruído.
Tipos e estrutura básica de aquecedores cerâmicos: O material cerâmico de resistência ao aquecimento (filme de resistência, folha de resistência ou fio de resistência) é incorporado em cerâmica de alumina ou nitreto de silício. O material de resistência ao aquecimento e o corpo cerâmico verde podem ser integrados através de co-queima (queima simultânea), isolando-o completamente do ar externo, sendo que o corpo aquecedor cerâmico fornece proteção e isolamento.
A co-queima em alta temperatura de elementos de aquecimento de cerâmica de alumina envolve a impressão direta de pasta de resistência no corpo verde de cerâmica de alumina. Após a laminação e desligação, é co-queimado a uma alta temperatura de cerca de 1600°C para formar um elemento de aquecimento integrado de temperatura média-baixa. A pasta de resistência é geralmente à base de tungstênio e é formada em um circuito impresso no corpo cerâmico verde de alumina por meio de serigrafia, resultando em um circuito de aquecimento de filme espesso após a co-queima. Portanto, o desempenho da pasta de filme espesso de tungstênio é particularmente importante. A pasta de filme espesso de tungstênio deve consistir em três partes: fase funcional, veículo orgânico e aglutinante inorgânico. A fase funcional são partículas de tungstênio, proporcionando condutividade; o veículo orgânico forma principalmente uma suspensão e ajusta a viscosidade da pasta; o ligante inorgânico garante que, após a co-queima, as partículas de tungstênio estejam firmemente ligadas ao substrato, formando uma fase contínua.
Os elementos de aquecimento de nitreto de silício geralmente envolvem a colocação de fio de tungstênio ou a impressão de outra pasta de resistência dentro do corpo formado por nitreto de silício. Um novo tipo de elemento de aquecimento plano é feito pressionando uma mistura de pó de resistência ao aquecimento e pó de nitreto de silício e, em seguida, co-queimando a cerca de 1750°C em um forno de sinterização sob pressão de nitrogênio, resultando em um elemento de aquecimento integrado de nitreto de silício.
Os aquecedores cerâmicos têm um design simples, aquecimento rápido, alta confiabilidade, boa segurança e excelentes características como resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, longa vida, alta eficiência, economia de energia, temperatura uniforme e boa condutividade térmica, tornando-os amplamente utilizados em campos automotivo, petrolífero, industrial, médico, semicondutores e eletrodomésticos.
Nos motores diesel, são utilizados aquecedores cerâmicos como velas de incandescência auxiliares de partida, empregando elementos de aquecimento de nitreto de silício com aquecimento rápido e excelente durabilidade em altas temperaturas, resultando em emissões de escape mais limpas imediatamente após a partida.
Em elementos de aquecimento automotivo, como aquecedores auxiliares para veículos em regiões frias, os elementos de aquecimento de nitreto de silício podem vaporizar, inflamar e queimar combustível rapidamente. Isto permite um aquecimento rápido do interior do carro logo após a partida do motor e durante paradas em marcha lenta.
Como elementos de aquecimento cerâmicos para sensores de oxigênio, os aquecedores cerâmicos são usados em sensores de oxigênio para detecção de gases de escape em carros. A maioria dos carros com motor a gasolina está equipada com esses elementos de aquecimento. Devido ao seu rápido aquecimento, melhoram a sensibilidade do sensor durante a fase de baixa temperatura dos gases de escape logo após o arranque do motor, ajudando a reduzir as emissões de gases de escape.
Na área de equipamentos de petróleo e gás, aquecedores cerâmicos são usados como elementos de aquecimento de ignição. Em aquecedores a querosene e fogões a gás, eles fornecem um efeito de ignição estável sem o som de descarga e o ruído elétrico da ignição por faísca de alta tensão e uma área de aquecimento maior.
Para elementos de aquecimento de vaporização e combustão, aquecedores cerâmicos, como elementos de aquecimento de alumina em aquecedores de ar quente a querosene, exploram totalmente seu tamanho pequeno, alto rendimento e características de aquecimento rápido, permitindo a miniaturização de dispositivos de vaporização e encurtando o tempo de vaporização.
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