矽碳棒在氧化氣氛中使用會逐漸氧化生成二氧化矽,随之電阻逐漸增加導緻矽碳棒老化,此外也與材料老化性能有關。氧化反應方程式如下:SiC+2O2 → SiO2+CO2

    碳化矽在空氣中與氧氣(O2)反應,随着二氧化矽(SiO2)數量的增加,矽碳棒表面逐步氧化,引起阻值增大。當溫度達到800℃時出現氧化反應,溫度越高反應越快。這種氧化過程在矽碳棒的使用初期矽碳棒表面未能形成緻密的氧化膜,氧化反應較快,電阻增加尤為顯著,随着反應的進行,當在矽碳棒表面形成緻密的氧化膜以後,進入電阻穩定區。之後随着時間的增加,導電層逐漸減少,絕緣層逐漸增加,矽碳棒的内部産生局部過熱,電阻快速增加。一般情況下當阻值達到初始阻值的約3倍時,矽碳棒的壽命達到極限(而螺旋棒卻不同,要達到其初始阻值的約1.7倍)。這是因為當阻值增加到其3倍時,每根棒發熱分布不均勻,從而導緻爐内溫度分布不均勻。當矽碳棒壽命将盡時,不但阻值會增加而且會因氣孔率的變化、強度變化等原因發生斷棒事件。

 

 

矽碳棒溫度越高壽命越短。特别是在爐膛溫度超過1400℃以後,氧化速度加快,矽碳棒的使用壽命變短,所以請盡量不要讓矽碳棒表面溫度過高,即有必要縮小爐膛溫度與矽碳棒溫度之差。
表面負荷密度指棒的發熱部單位表面積所允許承載的額定功率。
  表面負荷密度=額定功率(W)/ 發熱部表面積(cm2
      實踐證明:負荷密度大則發熱體表面溫度與爐膛溫度之差也大。負荷密度大則棒體表面溫度高,電阻增長快,SIC棒的壽命短。因此,矽碳棒表面溫度負荷密度、爐内氣氛、溫度與SIC棒老化速度成正比,與SIC棒的壽命成反比。
 

 

  爐膛溫度與表面負荷密度的關系
      圖示的使用範圍曲線為表面負荷密度臨界線,實際情況下請保持臨界線的1/2—1/3的表面負荷。矽碳棒的額定值在冷端部已有标注,此額定電流是在空氣中表面溫度為1000±50℃時測定的,此時表面負荷密度為15W/cm2左右。請注意如果按額定電壓、電流給矽碳棒通電将造成矽碳棒超負荷。

 

在燒成中與處理物揮發出來的各種化學物質之間的反應也同樣需要注意。在實際高溫使用過程中,矽碳棒如果與水、氫、氮、硫、鹵素等氣體及熔融的鋁、堿、鹽、熔融金屬、金屬氧化物接觸的話,也會發生反應、腐蝕或氧化現象。

 

電氣爐晝夜連續運轉與間斷運轉相比,前者的壽命較長。矽碳棒在使用中表面氧化生成二氧化矽皮膜。長時間使用使二氧化矽皮膜增加,矽碳棒阻值也随之增加。此二氧化矽皮膜在結晶臨界點(270℃)附近發生異常膨脹、收縮。因間斷使用總在此溫度上下浮動,所以反複破壞皮膜、加速氧化。所以停電爐溫降至室溫時經常急劇增加電阻。

 

如果矽碳棒阻值不同,串聯時電阻高的矽碳棒負荷較集中,易導緻某一根矽碳棒的電阻快速增加,壽命變短。宏遠矽碳棒一般是串、并聯接線結合使用。建議采用2根串聯為一組後多組并聯。特别當爐内溫度超過1350℃時必須并聯。三相接線時建議使用開放三角形接線。

    矽碳棒的壽命還因  使用溫度 表面負荷密度  爐内處理物的氣氛及材料 ④ 爐子運行方式 ⑤ 接線方法的不同而有所不同。