[发明专利]一种快速评价发热体元件耐热性装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及发热体元件耐热性的评价，具体地，涉及一种快速评价发热体元件耐热性装置和方法。

背景技术

随着科技和社会的发展，以及对自然资源的节约利用，对于MoSi₂和SiC一类的发热体元件，耐高温和长寿命一直是二者的发展和研究趋势。在正常的使用过程中，耐高温的发热体元件的使用寿命较长，反之则较短。

目前，评价发热体耐热性的方法一般是凭经验的，即发热体的耐热温度=发热体起泡时的炉内温度+100～150℃，此方法的缺点在于发热体必须以相同的规格尺寸，并且在同一台电炉内进行测试，否则测试结果不准确也不科学，原因在于发热体起泡时的炉内温度受炉衬材料和发热体本身规格的影响很大，同样的发热体在不同炉衬的电炉内试验，其结果将大不相同，保温性能好的炉衬，发热体起泡时炉温较高；反之，保温性能差的炉衬，发热体起泡时的炉温较低，这样评价出的发热体耐热性肯定不同。同样，在相同的电炉内，用相同材料生产的不同规格尺寸的发热体起泡时的炉温也是不同的。现在国内相关企业号称能够生产元件耐热温度达到1800℃甚至更高的发热体，但由于各自所采用的评价方法不一致或欠科学，致使发热体元件在实际使用的情况下耐热性表现大不相同，用户在选择发热体的时候无相关可靠的依据，盲目性较大，这样势必影响发热体用户企业后续生产的稳定性和产品的可靠性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种快速评价发热体元件耐热性装置和方法，能够准确地了解和掌握MoSi₂及SiC发热体的耐热性，用此装置测试评价发热体的耐热性，不受炉衬材料及发热体规格等其他外部因素的影响，操作方便，结果准确可靠。

根据本发明的一个方面，提供一种快速评价发热体元件耐热性装置，包括：

一电流控制装置，连接所述发热体元件；

一保温炉，所述发热体元件置于所述保温炉内；

以及一测温计，用于实时监测所述发热体元件的温度；

所述电流控制装置对发热体元件进行通电加热，直至发热体元件表面产生气泡，所述测温计记录此时的电流参数。

优选地，所述电流控制装置设置导线连接发热体元件。

优选地，所述保温炉内设置用于固定发热体元件的夹具。

优选地，所述保温炉的炉门上设置用于观察被测发热体元件表面状况的观察孔。

更优选地，所述观察孔设置有遮光镜片。

优选地，所述测温计通过所述观察孔与发热体元件连接。

根据本发明的另一个方面，提供一种快速评价发热体元件耐热性的方法，该方法是通过电流控制装置对发热体元件进行通电加热，直至发热体元件表面产生气泡，记录此时的电流参数，并根据发热体元件负荷计算公式计算得到发热体元件的最大表面负荷，基于该最大表面负荷来表征发热体元件的耐热性。

优选地，所述方法具体步骤为：

1）将发热体元件置于保温炉内，并将其连接电流控制装置；

2）利用所述电流控制装置逐渐增加通过所述发热体元件的电流，直至所述发热体元件的温度达到一设定温度；

3）待所述发热体元件的温度达到设定温度后，持续一段设定时间；

4）然后继续增加通过所述发热体元件的电流，直至所述发热体元件的表面产生气泡，记录下此时的电流值与电压值；

5）将所述电流值、电压值以及所述发热体元件的物理参数代入发热体元件负荷计算公式计算得到所述发热体元件的最大表面负荷，并基于该最大表面负荷来表征所述发热体元件的耐热性。

本发明的设计思想是：无论何种规格发热体，其耐热温度是固定不变的，即最大发热功率（表面负荷）是一定的，如果超出发热体所能承受的最大发热功率，发热体表面将出现起泡现象。达到相同的炉温，在炉衬材料保温性能较好的炉内，发热体的表面负荷小；反之，在炉衬材料保温性能较差的炉内，发热体的表面负荷则较大。因此采用测试发热体的最大表面负荷的方法评价发热体的耐热性，有利于避免因炉衬材料不同所带来的实际炉温的不同，继而所评价的发热体的耐热温度也不同。因此，用测试发热体表面负荷的方法评价发热体的耐热温度具有通用性和科学性。不论在何种情况下，测试出发热体表面起泡时的表面负荷，即可表征发热体最高耐热温度，发热体所能承受的表面负荷越大表明发热体的耐热性越高。