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硅碳棒是用高纯度绿色六方碳化硅为主要原料，按一定料比加工制坯。经2200℃高温硅化再结晶烧结而制成的棒状、管状非金属高温电热元件。由于硅碳棒使用温度高。具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、升温快、寿命长、高温变形小、安装维修方便等特点，且有良好的化学稳定性。与自动化电控系统配套．可得到精确的恒定温度，又可根据生产工艺的需要按曲线自动调温。使用硅碳棒加热既方便，又安全可靠。现己广泛应用于电子、磁性材料、粉末冶金、陶瓷、玻璃、半导体、分析化验、科学研究等高温领域，成为隧道窑、辊道窑、玻璃窑炉、真空炉、马弗炉、冶炼炉以及各类加热设备的电加热元件。
硅碳棒规格和标志法 （根据客户的需要）
直径 (OD): mm
热端长度(HZ): mm
冷端长度 (CZ): mm
总长 (OL): mm
间距 (A): mm
电阻(1050℃ +/-50℃): Ω
硅碳棒的物理性质
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比重
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2.6~2.8g/cm³
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抗折强度
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＞300kg
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硬度
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＞9MOH’S
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抗拉轻度
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＞150kg/cm³
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气孔率
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＜30%
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辐射率
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0.85
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碳化硅电热元件的线膨胀系数、热传导率和比热等随着温度的变化而变化，相关数据如下：
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温度
(℃)
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线膨胀系数
(10-6m/℃)
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热传导率
(Kcal/M hr ℃)
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比热
(calg ℃)
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0
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/
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/
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0.148
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300
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3.8
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/
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/
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400
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/
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/
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0.255
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600
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4.3
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14-18
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/
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800
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/
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/
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0.294
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900
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4.5
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/
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/
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1100
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/
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12-16
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/
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1200
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4.8
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/
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0.325
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1300
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/
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10-14
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/
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1500
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5.2
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/
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/
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硅碳棒的化学性质
1. 元件的抗氧化性
元件在空气中使用到800℃时开始氧化．温度达到1000-1300℃时，发热部表面生成一层二氧化硅保护膜，1300℃时结晶出方石英，在1 500℃时，保护膜达到一定的厚度。从而使元件的氧化速度变得极为缓慢，趋于稳定。如果继续升温至1627℃以上时，则保护膜受到破坏，氧化速度显著增加，造成元件过早损坏。
元件在使用过程中虽然氧化极为缓慢，但长时间运行仍然会导致电阻值增大，这种现象叫做“老化”。为了减缓“老化”速度，我们在制造过程中以独特的技术， 在发热部的表面潦上了保护层，明显的增强了元件的抗氧化性能，延长了使用寿命。
2. 碱和碱性金属氧化物对元件的影响
在1300℃左右，碱和碱性金属氰化物与碳化硅发生反应，生成硅酸盐，称为碱化学侵蚀，会明显影响元件发热的红热程度。
3. 熔化金属对元件的影响
部分金属如钴、镍、铬等在高温熔化状态。可以对元件造成侵蚀，影响元件的寿命。
硅碳棒的电气性质
碳化硅电热元件具有较大的比电阻，在空气中加热，元件发热部表面温度达到1050℃左右时，电阻率为600—14000Ω▪mm²/m。元件的电阻值随着温度的升高而变化，从室温到800℃为负值、800℃以上为正值特性曲线。
根据炉子的结构、气氛和温度正确地选择元件的表面负荷是达到最佳使用寿命的关键。下图示出了元件辐射在不受阻碍情况下的炉温、元件温度与表面负荷之间的关系。
推荐的元件表面负荷
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炉温℃
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1100
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1200
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1300
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1350
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1400
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1450
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发热部表面负荷 (w/cm²)
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＜17
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＜13
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＜9
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＜7
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＜5
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＜4
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硅碳棒在不同气氛下使用温度和表面负荷的控制
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气氛
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炉温 (℃)
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表面负荷
(w/m²)
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对元件的影响
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解决方法
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氨
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1290
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3.8
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与SiC作用生成甲烷减少SiO₂保护膜
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露点激活
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二氧化碳
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1450
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3.1
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侵蚀SiC
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用石英管保护
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18%一氧化碳
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1500
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4.0
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无影响
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20%一氧化碳
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1370
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3.8
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吸附碳粒影响SiO₂保护膜
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卤素
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704
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3.8
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侵蚀碳化硅减少SiO₂保护膜
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用石英管保护
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碳氢化合物
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1310
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3.1
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吸附碳粒而致热污染
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送进充分的空气
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氢
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1290
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3.1
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与SiC作用生成甲烷减少SiO₂保护膜
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露点激活
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甲烷
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1370
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3.1
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吸附碳粒而至热污染
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氮
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1370
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3.1
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与 SiC 反应形成氮化硅绝缘层
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钠
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1310
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3.8
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侵蚀碳化硅
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用石英管保护
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二氧化硫
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1310
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3.8
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侵蚀碳化硅
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用石英管保护
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真空
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1204
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3.8
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氧
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1310
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3.8
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碳化硅被氧化
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水(不同含量)
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1090-1370
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3.1~3.6
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与SiC作用生成硅的水化物
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硅碳棒使用建议
1、 硅碳棒具有陶瓷的脆性；在运输、开箱、安装、更换、存储过程中要轻拿轻放，严禁强力震动或机械敲打，以免断损。
2、硅碳棒安装使用前先检查冷端部标记的电阻(Ω)值．如字迹不清，须重新测试，测试方法是将硅碳棒通电加热升温至1050℃的高温时测得的电压，电流，以欧姆定律求的电阻，
3、硅碳棒使用时每组棒应进行高温阻值配阻，配阻的电值允差为：≥Φ12mm棒配阻，电阻值允差为≤0.2Ω，≤Φ8mm棒配阻，电阻值允差为≤0.5Ω。.
4、使用硅碳棒必须配置调压器或可控硅调压器及电压、电流表和温度自动控制仪表等。使用中经常观察仪表(电压表，电流表，温度表等)读数是否正常，出现异常及时查找原因采取相应措施。经常观察夹具是否松动，冷端是否因氧化而变黑以及热端是否发热不均匀。
5、在使用过程中因棒氧化，电阻则逐渐增加，这种现象叫老化现象。棒老化后会造成炉温降低，为保持炉温正常。应提高使用电压，当电压提高到所用电压器最高限度仍不能满足要求时．可停炉改变棒的接线方式再继续使用。
6、新炉开始送电时，为了防止断棒，应采用电炉额定功率的1/2空送一段时间，一切正常后再逐渐升高电压．要按电炉升温规范升温，以免因功率过高炸断硅碳棒。
7、新炉或久未使用的电炉（窑），在使用之前必须烘炉（窑）．烘炉（窑）时尽可能用旧棒或其它热源。
8、炉子在长期运行过程中，个别元件由于某种原因而损坏需要更换时，要根据当时元件阻值增长情况，选出阻值适宜的元件，不可任意取新元件替换。若元件损坏过多或阻值增长过大，无法达到所需炉温时最好全部更换成新元件。换下来的元件重新测标其电阻（用电压表、电流表）。配阻用在低温区。
9、水蒸气会促使硅碳棒加速老化。若在加热过程中有水分排出，窑炉上需留有排气孔。炉内有其他腐蚀气氛的，在允许的情况下，也要在窑炉上留有排气孔。
10、棒的存放过程中．要注意防潮。如发现棒端喷铝处变质潮解，经表面处理后可重新喷铝。如无喷铝条件．可在棒喷铝段缠裹几层铝箔即可。
11、硅碳棒最好连续使用，连续使用可以提高棒的寿命。
12、窑炉内气氛的控制很重要。硅碳棒在氢气中使用，棒体会变脆缩短寿命。硅碳棒与碱金属、碱、硅盐、硼化物等接触会产生腐蚀，所以要避免它们与棒体接触。
影响硅碳棒使用寿命的主要因素
1、 硅碳棒温度越高寿命越短。特别是在炉膛温度超过1600℃以后，氧化速度加快．硅碳棒的使用寿命变短，所以请尽量不要让硅碳棒表面温度过高，即有必要缩小炉膛温度与硅碳棒温度之差。
2、 表面负荷密度指棒的发热部单位表面积所允许承载的额定功率。表面负荷密度=额定功率(w)／发热表面积(cm²)实践证明 ：负荷密度大则棒体表面温度高，电阻增长快，硅碳棒的寿命短。因此，硅碳棒表面温度负荷密度、炉内气氛、温度与硅碳棒老化速度成正比，与硅碳棒的寿命成反比。
3、硅碳棒在连续式窑炉与间歇式窑炉中，前者的寿命较长。硅碳棒在使用中表面氧化生成二氧化硅薄膜，长时间使用使二氧化硅薄膜增加，硅碳棒阻值也随之增加。二氧化硅薄膜在结晶临界点f 1270℃)附近发生异常膨胀、收缩。因在间歇式窑炉中间断使用总在此温度上下浮动，所以反复破二氧化硅薄膜，加速氧化。因此停电炉温降至室温时经常急剧增加电阻。 |
