Σχεδόν όλοι οι αγωγοί είναι ικανοί να παράγουν θερμότητα όταν περνάει ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Ωστόσο, δεν είναι όλοι οι αγωγοί κατάλληλοι για να μετατραπούν σε θερμαντικά στοιχεία. Απαιτείται ο σωστός συνδυασμός ηλεκτρικών, μηχανικών και χημικών ιδιοτήτων. Παρακάτω παρατίθενται οι ιδιότητες που είναι σημαντικές για το σχεδιασμό των θερμαντικών στοιχείων.
Αντίσταση:Για την παραγωγή θερμότητας, το θερμαντικό στοιχείο πρέπει να έχει αρκετή ηλεκτρική αντίσταση. Ωστόσο, η αντίσταση δεν πρέπει να είναι τόσο υψηλή ώστε να γίνει μονωτής. Η ηλεκτρική αντίσταση είναι ίση με την αντίσταση πολλαπλασιασμένη με το μήκος του αγωγού διαιρούμενο με τη διατομή του αγωγού. Για μια δεδομένη διατομή, για να έχετε μικρότερο αγωγό, χρησιμοποιείται ένα υλικό με υψηλή αντίσταση.
·Αντίσταση οξείδωσης:Η θερμότητα γενικά επιταχύνει την οξείδωση τόσο στα μέταλλα όσο και στα κεραμικά. Η οξείδωση μπορεί να καταναλώσει το θερμαντικό στοιχείο που μπορεί να μειώσει την χωρητικότητά του ή να θέσει σε κίνδυνο τη δομή του. Αυτό περιορίζει τη διάρκεια ζωής του θερμαντικού στοιχείου. Για μεταλλικά θερμαντικά στοιχεία, το κράμα με ένα οξείδιο πρώην, βοηθά στην αντίσταση στην οξείδωση σχηματίζοντας ένα παθητικό στρώμα. Για κεραμικά θερμαντικά στοιχεία, οι προστατευτικές κλίμακες αντοχής στην οξείδωση siO2 ή Al2O3 είναι πιο συχνές. Οι τύποι θερμαντικών στοιχείων που δεν είναι κατάλληλοι για χρήση σε οξειδωτικά περιβάλλοντα, όπως ο γραφίτης, χρησιμοποιούνται συχνότερα σε καμίνους κενού ή σε καμίνους που περιέχουν αέρια μη οξειδωτικής ατμόσφαιρας, όπως H2, N2, Ar ή He, όπου ο θάλαμος θέρμανσης εκκενώνεται από τον αέρα.
·Συντελεστής θερμοκρασίας της αντίστασης:Σημειώστε ότι η αντίσταση του υλικού αλλάζει με τη θερμοκρασία. Στους περισσότερους αγωγούς, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται και η αντίσταση. Αυτό το φαινόμενο έχει πιο σημαντική επίδραση σε ορισμένα υλικά από άλλα. Ένας υψηλότερος συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης χρησιμοποιείται κυρίως για εφαρμογές ανίχνευσης θερμότητας. Για την παραγωγή θερμότητας, είναι συνήθως καλύτερο να έχουμε χαμηλότερη τιμή. Αν και σε ορισμένες περιπτώσεις όπου η αλλαγή στην αντίσταση μπορεί να προβλεφθεί με ακρίβεια, μια απότομη αύξηση της αντίστασης είναι επιθυμητή για να παραδώσει περισσότερη δύναμη. Για να ρυθμίσετε το σύστημα για τα μεταβαλλόμενα συστήματα αντίστασης, ελέγχου ή ανάδρασης χρησιμοποιούνται συστήματα.
·Μηχανικές Ιδιότητες:Τα άκαμπτα θερμαντικά στοιχεία μπορούν να παραμορφωθούν όταν χρησιμοποιούνται σε υψηλές θερμοκρασίες. Καθώς το υλικό πλησιάζει τη λιωμένη ή επανακρυσταλλωμένη φάση του, το υλικό μπορεί να αποδυναμωθεί και να παραμορφωθεί πιο εύκολα σε σύγκριση με την κατάστασή του σε θερμοκρασία δωματίου. Ένα καλό θερμαντικό στοιχείο μπορεί να διατηρήσει τη μορφή του ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες. Σε μια διαφορετική σημείωση, η ολκιμότητα είναι επίσης μια επιθυμητή μηχανική ιδιότητα, ειδικά για μεταλλικά θερμαντικά στοιχεία. Η ολκιμότητα επιτρέπει στο υλικό να τραβηχτεί σε καλώδια και να διαμορφωθεί σε σχήμα χωρίς να διακυβεύεται η αντοχή του σε εφελκυσμό.
·Σημείο τήξης:Εκτός από τη θερμοκρασία όπου η οξείδωση αυξάνεται σημαντικά, το σημείο τήξης του υλικού περιορίζει επίσης τη θερμοκρασία λειτουργίας του. Τα κεραμικά έχουν γενικά υψηλότερα σημεία τήξης από τους μεταλλικούς θερμαντήρες.
