真空热处理炉电热元件设计

　电阻温度系数是影响材料电阻随温度变化的另一个重要参数，其值的大小直接影响电热元件在不同温度下的电阻值，电阻温度系数越大，随温度升高，电阻的变化就越大，从而严重影响功率的稳定性，从而使得电热元件的工作变得极不稳定。石墨、钼、钨、钽的电阻温度系数分别为：126×10-5 ℃、471×10-5 ℃、482×10-5 ℃、399×10-5 ℃，由此可以看出石墨的电阻温度系数最小，而钼、钨、钽的电阻温度系数分别达到了石墨的3 ~ 4 倍，由此可见，用石墨制作的电热元件能够获得稳定的工作性能。
热膨胀系数
　　在真空热处理炉电热元件设计时，热胀冷缩是一个重要因素，因为它直接影响了电热元件的寿命和使用性能，例如，在设计电热元件时，没有为热胀冷缩设计预留空间或者预留空间过小，就会导致电热元件受热后承受较大的热应力，或者电热元件直接受力断裂，损坏电热元件；相反预留空间过大，就会导致电热元件难以固定安装，装配更换困难，因此要求电热元件热膨胀系数尽可能的小，而且能够稳定。为了得到四种材料的热膨胀程度，我选用了GD型系列电热元件中外径为20 mm 的电热元件作为模型(GD 型电热元件和数据参数如图2 和表2所示)，并且仅对发热部进行了建模，采用ANSYS 有限元分析的方法对其分别在1 000 ℃和2 000 ℃的温度下进行了仿真.