Princípio de Funcionamento dos Elementos de Aquecimento SIC

  O princípio de funcionamento das varetas de carbono de silício baseia-se nas características semicondutoras e nas propriedades físicas e químicas de sua principal matéria-prima, o carbeto de silício de alta pureza. Do ponto de vista da condutividade, o carbeto de silício é um semicondutor de banda larga. À temperatura ambiente, existem poucos portadores livres e alta resistência. Depois que a energia é ligada, os elétrons absorvem energia e saltam para a banda de condução para formar corrente. A vibração da rede auxilia a migração de elétrons para reduzir a resistência e, quando a temperatura aumenta, a largura da banda de energia diminui. O aumento na concentração de portadores faz com que a resistência mude com um coeficiente de temperatura negativo. Em termos do mecanismo de aquecimento, seguindo a lei de Joule, quando a corrente passa pela vareta de carbono de silício, a colisão entre o portador e a rede gera calor.
  Durante o processo de trabalho, diferentes estágios de temperatura mostram características diferentes: a resistência diminui lentamente da temperatura ambiente a 400℃; a resistência diminui significativamente de 400-700℃ e a taxa de oxidação acelera, o que requer um aumento rápido da temperatura para cruzar; acima de 700℃, uma película protetora densa de dióxido de silício é formada na superfície, a taxa de oxidação diminui e entra em uma área de trabalho estável. Para garantir a estabilidade da energia, um transformador ajustável ou um regulador de energia de tiristor é necessário para ajustar a tensão em tempo real de acordo com a temperatura. Além disso, a alta condutividade térmica da vareta de carbono de silício permite que seu calor seja transferido rapidamente para a superfície, aquecendo assim o objeto aquecido por radiação e convecção. A película protetora de dióxido de silício autogerada em sua superfície pode impedir a penetração de oxigênio e prolongar sua vida útil. No entanto, quando a resistência aumenta anormalmente, a tensão térmica causa fratura mecânica ou a corrosão química destrói a película de óxido, a vareta de carbono de silício falhará.