Sähkölämmityksen rautakromi-alumiiniseoksen hapetusominaisuudet

Sähkölämmityksen rautakromi-alumiiniseoksen hapetusominaisuudet

Rauta-kromi-alumiini sähkölämmitysseoksessa hapetuskykyä parantavia alkuaineita ovat alumiini ja kromi, ja alumiinin rooli on erityisen tärkeä. Kun seos on korkeassa lämpötilassa, pintaan muodostuu tiheä Al2O3-oksidikalvo, joka voi vähentää lejeeringin hapettumista. Vahva Al2O3-oksidikalvon ja perusseoksen yhdistelmä on ihanteellinen suojaava oksidikalvo. Siksi rauta-kromi-alumiinilejeeringeillä on parempi hapettumisenkestävyys kuin nikkeli-kromi- ja nikkeli-kromi-rauta-seoksilla.

Röntgenrakenneanalyysin tulokset osoittavat, että oksidikalvo on jaettu sisä- ja ulkokerroksiin. Alle 900 astetta pintakerros koostuu pääasiassa -Al2O3:sta ja Fe2O4:stä, kerroksen paksuus on noin 30 nm, sisäkerros koostuu pääasiassa Al2O3:sta, kerroksen paksuus on noin 100 nm, yli 1000 astetta, pintakerroksen -Al2O3 muuttuu ∝-Al2O3:ksi, sisäkerros on paitsi, että ∝-Al2O3 on tuottanut FeAl2O4:a. Rauta-kromi-alumiini sähkölämmitysseosten hapettumisreaktiotuotteiden analysointi osoittaa, että oksidikalvon koostumus muuttuu lämpötilan mukaan. Alle 700 astetta se koostuu Al2O3:sta, Cr2O3:sta ja Fe2O3:sta. Yli 700 astetta Al2O3-pitoisuus kasvaa lämpötilan noustessa. Se kaikki koostuu Al2O3:sta, ja Cr2O3 ja Fe2O3 pelkistyvät vastaavasti. Oksidikalvon suojaava vaikutus lisääntyy Al2O3-pitoisuuden kasvaessa.

Mangaani vähentää lejeeringin hapettumiskestävyyttä ja lisää hapettumisnopeutta. Korkeassa lämpötilassa mangaani käy läpi hapetusreaktion muodostaen MnO:ta. Korkeassa lämpötilassa MnO voi yhdistyä Cr2O3:n kanssa muodostaen mangaanispinelliä. Kun oksidikalvossa on mangaanispinelliä, lejeeringin hapettumisnopeus kasvaa nopeasti. Mangaanispinelli vähentää myös oksidikalvon ja perusseoksen sidoslujuutta, jolloin oksidikalvo on helppo irrottaa. Siksi mangaani voi vähentää nikkeli-kromi- ja nikkeli-kromi-sähkölämmitysseosten hapettumiskestävyyttä. On järkevää rajoittaa edellä mainitun seoksen mangaanipitoisuus enintään 1.0 prosenttiin. Suuremmassa nikkeli-kromi- ja nikkeli-kromipohjaisissa rautaseospitoisuuksissa mangaanipitoisuutta voidaan kuitenkin nostaa sopivasti.

Raudan rooli on samanlainen kuin mangaanilla. Taloudellisista syistä valmistajat säilyttävät edelleen korkean rautapitoisuuden nikkeli-kromiseoksissa.

www.superbheater.com