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硅碳棒是用高純度綠色六方碳化硅為主要原料，按一定料比加工制坯。經2200℃高溫硅化再結晶燒結而制成的棒狀、管狀非金屬高溫電熱元件。由于硅碳棒使用溫度高。具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、升溫快、壽命長、高溫變形小、安裝維修方便等特點，且有良好的化學穩定性。與自動化電控系統配套．可得到精確的恒定溫度，又可根據生產工藝的需要按曲線自動調溫。使用硅碳棒加熱既方便，又安全可靠。現己廣泛應用于電子、磁性材料、粉末冶金、陶瓷、玻璃、半導體、分析化驗、科學研究等高溫領域，成為隧道窯、輥道窯、玻璃窯爐、真空爐、馬弗爐、冶煉爐以及各類加熱設備的電加熱元件。
硅碳棒規格和標志法 （根據客戶的需要）
直徑 (OD): mm
熱端長度(HZ): mm
冷端長度 (CZ): mm
總長 (OL): mm
間距 (A): mm
電阻(1050℃ +/-50℃): Ω
硅碳棒的物理性質
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比重
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2.6~2.8g/cm³
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抗折強度
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＞300kg
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硬度
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＞9MOH’S
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抗拉輕度
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＞150kg/cm³
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氣孔率
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＜30%
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輻射率
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0.85
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碳化硅電熱元件的線膨脹系數、熱傳導率和比熱等隨著溫度的變化而變化，相關數據如下：
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溫度
(℃)
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線膨脹系數
(10-6m/℃)
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熱傳導率
(Kcal/M hr ℃)
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比熱
(calg ℃)
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0
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/
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/
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0.148
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300
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3.8
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/
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/
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400
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/
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/
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0.255
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600
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4.3
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14-18
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/
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800
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/
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/
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0.294
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900
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4.5
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/
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/
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1100
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/
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12-16
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/
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1200
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4.8
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/
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0.325
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1300
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/
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10-14
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/
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1500
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5.2
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/
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/
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硅碳棒的化學性質
1. 元件的抗氧化性
元件在空氣中使用到800℃時開始氧化．溫度達到1000-1300℃時，發熱部表面生成一層二氧化硅保護膜，1300℃時結晶出方石英，在1 500℃時，保護膜達到一定的厚度。從而使元件的氧化速度變得極為緩慢，趨于穩定。如果繼續升溫至1627℃以上時，則保護膜受到破壞，氧化速度顯著增加，造成元件過早損壞。
元件在使用過程中雖然氧化極為緩慢，但長時間運行仍然會導致電阻值增大，這種現象叫做“老化”。為了減緩“老化”速度，我們在制造過程中以獨特的技術， 在發熱部的表面潦上了保護層，明顯的增強了元件的抗氧化性能，延長了使用壽命。
2. 堿和堿性金屬氧化物對元件的影響
在1300℃左右，堿和堿性金屬氰化物與碳化硅發生反應，生成硅酸鹽，稱為堿化學侵蝕，會明顯影響元件發熱的紅熱程度。
3. 熔化金屬對元件的影響
部分金屬如鈷、鎳、鉻等在高溫熔化狀態。可以對元件造成侵蝕，影響元件的壽命。
硅碳棒的電氣性質
碳化硅電熱元件具有較大的比電阻，在空氣中加熱，元件發熱部表面溫度達到1050℃左右時，電阻率為600—14000Ω▪mm²/m。元件的電阻值隨著溫度的升高而變化，從室溫到800℃為負值、800℃以上為正值特性曲線。
根據爐子的結構、氣氛和溫度正確地選擇元件的表面負荷是達到最佳使用壽命的關鍵。下圖示出了元件輻射在不受阻礙情況下的爐溫、元件溫度與表面負荷之間的關系。
推薦的元件表面負荷
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爐溫℃
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1100
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1200
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1300
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1350
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1400
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1450
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發熱部表面負荷 (w/cm²)
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＜17
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＜13
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＜9
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＜7
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＜5
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＜4
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硅碳棒在不同氣氛下使用溫度和表面負荷的控制
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氣氛
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爐溫 (℃)
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表面負荷
(w/m²)
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對元件的影響
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解決方法
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氨
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1290
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3.8
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與SiC作用生成甲烷減少SiO₂保護膜
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露點激活
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二氧化碳
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1450
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3.1
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侵蝕SiC
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用石英管保護
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18%一氧化碳
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1500
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4.0
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無影響
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20%一氧化碳
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1370
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3.8
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吸附碳粒影響SiO₂保護膜
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鹵素
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704
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3.8
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侵蝕碳化硅減少SiO₂保護膜
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用石英管保護
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碳氫化合物
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1310
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3.1
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吸附碳粒而致熱污染
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送進充分的空氣
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氫
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1290
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3.1
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與SiC作用生成甲烷減少SiO₂保護膜
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露點激活
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甲烷
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1370
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3.1
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吸附碳粒而至熱污染
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氮
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1370
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3.1
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與 SiC 反應形成氮化硅絕緣層
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鈉
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1310
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3.8
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侵蝕碳化硅
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用石英管保護
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二氧化硫
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1310
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3.8
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侵蝕碳化硅
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用石英管保護
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真空
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1204
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3.8
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氧
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1310
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3.8
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碳化硅被氧化
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水(不同含量)
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1090-1370
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3.1~3.6
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與SiC作用生成硅的水化物
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硅碳棒使用建議
1、 硅碳棒具有陶瓷的脆性；在運輸、開箱、安裝、更換、存儲過程中要輕拿輕放，嚴禁強力震動或機械敲打，以免斷損。
2、硅碳棒安裝使用前先檢查冷端部標記的電阻(Ω)值．如字跡不清，須重新測試，測試方法是將硅碳棒通電加熱升溫至1050℃的高溫時測得的電壓，電流，以歐姆定律求的電阻，
3、硅碳棒使用時每組棒應進行高溫阻值配阻，配阻的電值允差為：≥Φ12mm棒配阻，電阻值允差為≤0.2Ω，≤Φ8mm棒配阻，電阻值允差為≤0.5Ω。.
4、使用硅碳棒必須配置調壓器或可控硅調壓器及電壓、電流表和溫度自動控制儀表等。使用中經常觀察儀表(電壓表，電流表，溫度表等)讀數是否正常，出現異常及時查找原因采取相應措施。經常觀察夾具是否松動，冷端是否因氧化而變黑以及熱端是否發熱不均勻。
5、在使用過程中因棒氧化，電阻則逐漸增加，這種現象叫老化現象。棒老化后會造成爐溫降低，為保持爐溫正常。應提高使用電壓，當電壓提高到所用電壓器最高限度仍不能滿足要求時．可停爐改變棒的接線方式再繼續使用。
6、新爐開始送電時，為了防止斷棒，應采用電爐額定功率的1/2空送一段時間，一切正常后再逐漸升高電壓．要按電爐升溫規范升溫，以免因功率過高炸斷硅碳棒。
7、新爐或久未使用的電爐（窯），在使用之前必須烘爐（窯）．烘爐（窯）時盡可能用舊棒或其它熱源。
8、爐子在長期運行過程中，個別元件由于某種原因而損壞需要更換時，要根據當時元件阻值增長情況，選出阻值適宜的元件，不可任意取新元件替換。若元件損壞過多或阻值增長過大，無法達到所需爐溫時最好全部更換成新元件。換下來的元件重新測標其電阻（用電壓表、電流表）。配阻用在低溫區。
9、水蒸氣會促使硅碳棒加速老化。若在加熱過程中有水分排出，窯爐上需留有排氣孔。爐內有其他腐蝕氣氛的，在允許的情況下，也要在窯爐上留有排氣孔。
10、棒的存放過程中．要注意防潮。如發現棒端噴鋁處變質潮解，經表面處理后可重新噴鋁。如無噴鋁條件．可在棒噴鋁段纏裹幾層鋁箔即可。
11、硅碳棒最好連續使用，連續使用可以提高棒的壽命。
12、窯爐內氣氛的控制很重要。硅碳棒在氫氣中使用，棒體會變脆縮短壽命。硅碳棒與堿金屬、堿、硅鹽、硼化物等接觸會產生腐蝕，所以要避免它們與棒體接觸。
影響硅碳棒使用壽命的主要因素
1、 硅碳棒溫度越高壽命越短。特別是在爐膛溫度超過1600℃以后，氧化速度加快．硅碳棒的使用壽命變短，所以請盡量不要讓硅碳棒表面溫度過高，即有必要縮小爐膛溫度與硅碳棒溫度之差。
2、 表面負荷密度指棒的發熱部單位表面積所允許承載的額定功率。表面負荷密度=額定功率(w)／發熱表面積(cm²)實踐證明 ：負荷密度大則棒體表面溫度高，電阻增長快，硅碳棒的壽命短。因此，硅碳棒表面溫度負荷密度、爐內氣氛、溫度與硅碳棒老化速度成正比，與硅碳棒的壽命成反比。
3、硅碳棒在連續式窯爐與間歇式窯爐中，前者的壽命較長。硅碳棒在使用中表面氧化生成二氧化硅薄膜，長時間使用使二氧化硅薄膜增加，硅碳棒阻值也隨之增加。二氧化硅薄膜在結晶臨界點f 1270℃)附近發生異常膨脹、收縮。因在間歇式窯爐中間斷使用總在此溫度上下浮動，所以反復破二氧化硅薄膜，加速氧化。因此停電爐溫降至室溫時經常急劇增加電阻。 |
