Molybdenum Disilicide (MoSi2)
Molibdenski disilicid je vatrični cermet (keramičko-metalni kompozit) prvenstveno korišten kao materijal grijaćeg elementa. Ovo je poželjan materijal za visokotemperaturne peći zbog visoke tačke topljenja i dobre otpornosti na koroziju. Elementi grijanja molibdenum silicijuma su proizvedeni raznim energetski intenzivnim procesima kao što su mehaničko slivanje, sinteza sagorijevanja, sinteza šoka i vruće izostatično prešanje.
MoSiж tip grijaиi mogu postiжi temperature grijanja do 1.900°C. Loše strane za korištenje molibden silicija su njegova niska tvrdoća u ambijentu i visokotemeraturni gmizavac. Njegova krhkost na temperaturi sobe treba veoma pažljivo rukovanje. Povećana tvrdoća se postiže na svojoj krhko-duktilnoj prelaznoj temperaturi oko 1.000°C. Sa druge strane, višu stopu jeza uzrokuje da se grijaći element lako deformira na visokim temperaturama. Najuobičajeniji tip MoSi2 elementa je dizajn ukosnice od 2 šank, koji se obično suspendira kroz krov peći, a nalazi se oko zidova peći. Drugi oblici su dostupni često u kombinaciji sa keramičkom izolacijom bivši koji pružaju i mehaničku podršku i toplinsku izolaciju kao integrisani paket.
Silicijan karbide (SIC)
Ovo je vrsta keramike proizvedene rekrystalizacijom ili reakcijom vezivanja sic zrna pri temperaturama iznad 2.100°C. Elementi grijanja silicija karbida su porozna tijela (tipično 8-25%) gdje atmosfera peći može reagirati kroz presjek materijala. Cijeli grijaći element se može postupno oksidirati što dovodi do povećanja električnih otpornih svojstava elemenata tijekom vremena (obično se naziva "starenje") Obično je potrebno promjenjivo napajanje napona za održavanje željenog izlaza energije iz elemenata postupno povećavajući napon elementima tijekom njihovog života. Ovo starenje na kraju ograničava život i performanse grijaćeg elementa.
Silikoni karbid ima mnogo svojstava koja ga čine pogodan za pravljenje grijaćih elemenata za vrlo visoke temperature servisa. Ova keramika nema tecnu fazu. Što znači da se elementi neće sag ili deformisati zbog ljigavosti na bilo koju temperaturu, a unutar peći nije potrebna podrška. SIC se direktno sublimira na temperaturama oko 2700°C. Štoviše, hemijski je inertan od većine procesne tekućine i ima visoku krutost i nizak koeficijent toplinske ekspanzije. Grijači silicija karbida mogu postići oko 1.600 do 1.700°C temperatura grijanja.
Grafit
Grafit je mineral koji se sačinjava od ugljika u kojem su atomi sređeni u heksagonalnu strukturu. Ovaj mineral, također njegov sintetički oblik, dobar je termalni i električni provodnik. Grafit može generirati toplinu na temperaturama većim od 2.000°C. Na visokim temperaturama, njegov električni otpor se značajno povećava. Štoviše, može izdržati termalne udare i ne postaje krta čak i nakon brzih ciklusa grijanja i hlađenja. Glavni nedostatak korištenja grafita je njegova sklonost oksidaciji na temperaturama oko 500°C. Nastavak upotrebe u ovom rasponu na kraju rezultira potrošnjom materijala. Elementi grijanja grafita se obično koriste u vakuumskom pećima gdje se kisik i drugi plinovi evakuiraju iz komore za grijanje. Odsustvo kisika ne sprečava samo oksidaciju rastopljenih metala, već i samog grijaćeg elementa.
Molybdenum, Volfram i Tantalum
To su vagao metali sa sličnim svojstvima kao grafit kada se koriste kao grijaći elementi. Među tim metalima, volfram ima najviše operirajuće temperature ali i skuplje. Što se tiče održivosti, molybdenum je popularniji s obzirom da je najmanje skup ali je i dalje skuplji od grafita. Kao i grafit, mogu se koristiti samo u vakuumskom stanju pošto imaju jak afinitet vezivanja sa kisikom, pa čak i vodikom i dušikom. Počinju oksidisati na temperaturama oko 300 do 500°C.
Materijali pozitivnog termalnog koeficijenta (PTC)
Tipičan PTC materijal je guma ali može biti i keramika. PTC guma je napravljena od polidimetilsiloksana (PDMS) sa ugljikovim nanočesticima. PTC grijači imaju jedinstveno svojstvo u kojem grijač održava ili ograničava strujni protok tako što ima povećanu električnu otpornost kako se temperatura povećava. To čini materijal sigurnim i pogodan za upotrebu u odjeći. U početku, grijač izvlači punu snagu i zagrijava se zbog svoje otpornosti. Otpor materijala se povećava uz rastuću toplotu i onda djeluje kao izolator. To se postiže bez potrebe za bilo kakve povratne petlje.
