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氮化硅加热器：高效、环保、耐用的加热新星

来源：CERADIR先进陶瓷在线|

发表时间：2023-12-19

点击：1869

氮化硅加热器是一种高效、环保、耐用的加热设备，利用先进的电热设计和氮化硅材料的高导热率和高电子饱和迁移率，实现了高热效率、高耐热性和高可靠性。因其使用的氮化硅陶瓷材料具有高热导率、高热稳定性、优良的机械性能和抗氧化性能，因此被广泛应用于各种工业和家用电器中的加热元件，如电热水器、电暖器、空调等。氮化硅加热器的使用寿命长，安全可靠性高，环保性更强，使用电能作为能源，不会产生有害气体或排放废弃物对环境造成污染。

氮化硅陶瓷加热器（图片来源于百度图库）

1 氮化硅加热器的工作原理及构成

氮化硅加热器主要是利用电热效应将电能转化为热能。当加入电源后，氮化硅加热器内部形成一个电场，使电子经过阻抗产生交变磁场和热能，从而达到加热效果。

氮化硅加热器（SN加热器）（图片来源于京瓷官网）

具体来说，氮化硅加热器主要由进气系统、燃气组件、主体组件和加热丝组成。

进气系统负责提供燃气，燃气组件包括设置在加热防护管内部的燃气进管，该燃气进管的一端贯穿并延伸至端部连接壳的外侧。主体组件包括加热防护管，加热防护管的两端均设有端部连接壳，加热防护管包括加热铜管层，加热铜管层的外侧设有氮化硅陶瓷防护层。加热丝设置在加热铜管层的内部侧面。通过控制加热时间和温度，实现高效加热。

除了上述提到，氮化硅加热器还有其他构造组成部分。例如，一些氮化硅加热器还包括绝缘陶瓷材料，用于隔离发热体和外壳，防止短路和漏电的发生。另外，加热片表面还可以加上一层表面陶瓷，不仅美观，而且使用寿命更长、发热更均匀。

2 氮化硅加热器的应用场景

(1)工业领域：

在工业领域中，氮化硅加热器被广泛应用于半导体制造、石油化工、医疗器械等生产过程中的高温加热设备。

例如，在半导体制造中，可以用于芯片的烧结过程，通过控制加热温度和时间，实现半导体材料的均匀加热和高效生产。在石油化工中，可用于加热反应釜、蒸馏塔等设备，提高化学反应的效率和产品的分离效果。在医疗器械领域，可用于高温消毒和灭菌过程，能够满足医疗器械的高温高压消毒需求，保证医疗安全。

(2)家用领域：

氮化硅加热器也被广泛应用于各种家用电器中。

例如直热及贮水式、节能快热式电热水器、快热式液体加热、电暖、冷热饮机、空调加热器、直热水龙头、恒温器以及蒸气发生器等。这些设备使用氮化硅加热器可以实现快速加热、节能环保、安全可靠等功能。

(3)其他领域：

除了工业和家用领域，氮化硅加热器在其他领域也有广泛的应用。氮化硅具有优异的热氧稳定性，抗热氧化温度可达1400℃，使用温度达1200℃。在中性或者还原气氛中使用温度可达1800℃。此外氮化硅热膨胀性小，可用于极冷急热的工况环境。

例如在冶金领域中，氮化硅陶瓷材料的化学稳定性及优异的机械性能使得它在耐火材料、陶瓷制品的烧成以及金属的熔炼和加工等领域得到广泛应用。

在汽车制造、航空航天等行业中，氮化硅加热器也发挥着重要作用。

3 氮化硅加热器与传统加热器对比

传统加热器一般采用金属材质，如不锈钢、铜、铝等。这些金属材料具有良好的导热性能和耐腐蚀性，因此在加热器制造中一直广泛使用。随着科技的不断发展，新型材料的应用逐渐增加，氮化硅陶瓷就是其中之一。

与传统加热器相比，氮化硅加热器具有许多优点。首先，氮化硅加热器的热效率高，能够实现快速均匀的加热效果，节省能源成本。其次，其使用寿命长，具有高耐热性和机械强度，能够适应各种恶劣的工作环境。此外，安全可靠性更高，具有过热保护和漏电保护功能，使用更加安心可靠。最后，氮化硅加热器的环保性更强，使用电能作为能源，不会产生有害气体或排放废弃物对环境造成污染。

劣势就在于制造成本高于传统加热器，再者氮化硅加热器作为一种新型的加热技术，其市场价格相对较高，因此初次投入的成本也较大。加上使用或维护不当容易影响产品的性能和使用寿命。

在实际应用时，需要根据实际需求和预算进行综合考虑。

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