Αρχή Λειτουργίας των Στοιχείων Θέρμανσης SIC

  Η αρχή λειτουργίας των ράβδων πυριτίου άνθρακα βασίζεται στα χαρακτηριστικά ημιαγωγών και στις φυσικοχημικές ιδιότητες της κύριας πρώτης ύλης τους, του καρβιδίου του πυριτίου υψηλής καθαρότητας. Από την άποψη της αγωγιμότητας, το καρβίδιο του πυριτίου είναι ένας ημιαγωγός ευρείας ζώνης. Σε θερμοκρασία δωματίου, υπάρχουν λίγοι ελεύθεροι φορείς και υψηλή αντίσταση. Αφού ενεργοποιηθεί η τροφοδοσία, τα ηλεκτρόνια απορροφούν ενέργεια και πηδούν στη ζώνη αγωγιμότητας για να σχηματίσουν ρεύμα. Η δόνηση του πλέγματος βοηθά τη μετανάστευση των ηλεκτρονίων για τη μείωση της αντίστασης και όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, το πλάτος της ζώνης μειώνεται. Η αύξηση της συγκέντρωσης των φορέων προκαλεί την αλλαγή της αντίστασης με αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας. Όσον αφορά τον μηχανισμό θέρμανσης, σύμφωνα με τον νόμο του Joule, όταν το ρεύμα διέρχεται από τη ράβδο πυριτίου άνθρακα, η σύγκρουση μεταξύ του φορέα και του πλέγματος παράγει θερμότητα.
  Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εργασίας, τα διαφορετικά στάδια θερμοκρασίας παρουσιάζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά: η αντίσταση μειώνεται αργά από τη θερμοκρασία δωματίου στους 400℃; η αντίσταση μειώνεται σημαντικά από 400-700℃ και ο ρυθμός οξείδωσης επιταχύνεται, γεγονός που απαιτεί ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας για να ξεπεραστεί. πάνω από 700℃, σχηματίζεται ένα πυκνό προστατευτικό φιλμ διοξειδίου του πυριτίου στην επιφάνεια, ο ρυθμός οξείδωσης επιβραδύνεται και εισέρχεται σε μια σταθερή περιοχή εργασίας. Για να διασφαλιστεί η σταθερότητα της ισχύος, απαιτείται ένας ρυθμιζόμενος μετασχηματιστής ή ρυθμιστής ισχύος θυρίστορ για να ρυθμίζει την τάση σε πραγματικό χρόνο ανάλογα με τη θερμοκρασία. Επιπλέον, η υψηλή θερμική αγωγιμότητα της ράβδου πυριτίου άνθρακα επιτρέπει τη γρήγορη μεταφορά της θερμότητάς της στην επιφάνεια, θερμαίνοντας έτσι το θερμαινόμενο αντικείμενο μέσω ακτινοβολίας και μεταφοράς. Το αυτοπαραγόμενο προστατευτικό φιλμ διοξειδίου του πυριτίου στην επιφάνειά του μπορεί να αποτρέψει τη διείσδυση οξυγόνου και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του. Ωστόσο, όταν η αντίσταση αυξάνεται ανώμαλα, η θερμική καταπόνηση προκαλεί μηχανική θραύση ή η χημική διάβρωση καταστρέφει το φιλμ οξειδίου, η ράβδος πυριτίου άνθρακα θα αποτύχει.