加热元件的特性

几乎所有导体在电流通过时都会发热。然而，并非所有导体都适合制作加热元件。需要正确组合电气、机械和化学特性。以下特性对于加热元件的设计很重要。

电阻率：要产生热量，加热元件必须具有足够的电阻。然而，电阻不应高到足以成为绝缘体。电阻等于电阻率乘以导体长度除以导体横截面。对于给定的横截面，为了获得较短的导体，使用高电阻率的材料。

抗氧化性：热通常加速金属和陶瓷的氧化。氧化会消耗加热元件，从而降低其容量或损坏其结构。这限制了加热元件的使用寿命。对于金属加热元件，氧化物合金化通过形成钝化层有助于抵抗氧化。对于陶瓷加热元件，SiO2或Al2O3的防氧化保护层是最常见的。不适合在氧化环境中使用的加热元件类型，如石墨，最常用于真空炉或含有非氧化性气氛气体（如H2、N2、AR或he）的炉，其中加热室内没有空气

电阻温度系数：注意材料的电阻率随温度变化。在大多数导体中，电阻随着温度的升高而增大。这种现象对某些材料的影响比对其他材料的影响更大。高电阻温度系数主要用于热应用。对于加热，通常最好使用较低的值。虽然在某些情况下可以准确预测电阻的变化，但需要大幅增加电阻以提供更多功率。为了使系统适应不断变化的电阻率，使用了控制或反馈系统。

机械性能：刚性加热元件在高温下使用时会变形。当材料接近其熔化或再结晶阶段时，材料比室温下更容易弱化和变形。一个好的加热元件即使在高温下也能保持其形状。另一方面，延展性也是一种理想的力学性能，尤其是对于金属加热元件。延展性使材料能够拉伸成线并成形，而不影响其抗拉强度。

熔点：除了氧化显著增加的温度外，材料的熔点也限制了其工作温度。陶瓷的熔点通常高于金属加热器。