硅鉬棒馬弗爐是一種以硅鉬棒(二硅化鉬,MoSi?)為發熱元件的高溫電爐,廣泛應用于材料科學、冶金、陶瓷、電子等領域的高溫實驗和工業生產。
硅鉬棒馬弗爐的工作原理基于電熱轉換、材料特性及智能控溫技術的協同作用:
電熱轉換:硅鉬棒在常溫下為半導體材料,電阻率較高。當通入交流電時,電流通過硅鉬棒內部,電子與晶格振動(聲子)發生碰撞,將電能轉化為熱能,實現電阻加熱。硅鉬棒的電阻隨溫度升高顯著增大(正溫度系數,PTC效應),例如在1000℃時電阻約為室溫的10倍,1600℃時可達室溫的100倍以上。這一特性使得硅鉬棒在高溫下自動限制電流,避免過熱損壞。
材料特性:硅鉬棒在低溫相(<1000℃)時為四方晶系結構,電阻率較高且隨溫度變化平緩;在高溫相(≥1000℃)時轉變為六方晶系結構,電阻率急劇上升,同時表面生成致密SiO?保護膜。該膜可阻止氧氣進一步滲透,防止硅鉬棒被氧化揮發,確保在氧化性氣氛(如空氣)中長期穩定工作。
智能控溫:硅鉬棒沿爐膛內壁呈螺旋狀或U型分布,形成三維立體加熱空間,確保熱量從多個方向輻射至爐膛中心,減少溫度梯度。配備高精度K型或S型熱電偶,實時監測爐膛溫度,PID算法自動調整加熱功率,響應時間<1秒。多段程序控溫支持設置多段溫度曲線(如升溫、保溫、降溫階段),每段可獨立設定溫度、時間和斜率,適應復雜工藝需求。