电热材料
电热丝材料
电热丝材料
电热丝材料是一种常见的电热元件材料，广泛应用于电炉、电热水器、电热毯等电加热设备中。
以下将介绍几种常见的电热丝材料。
1. 镍铬合金电热丝
镍铬合金电热丝是最常见的电热丝材料之一。
它由镍和铬两种金属组成，具有优良的耐高温性能和抗氧化腐蚀性能。
镍铬合金电热丝适用于工作温度在600℃以下的环境，可以提供稳定的加热性能。
2. 铁铬铝合金电热丝
铁铬铝合金电热丝是一种低电阻高温电热丝，由铁、铬和铝三种金属组成。
它具有较高的电阻率和较低的温度系数，可在较高的温度下提供稳定的加热性能。
铁铬铝合金电热丝适用于工作温度在1000℃以下的环境。
3. 铜镍合金电热丝
铜镍合金电热丝是一种具有较低电阻率和较高导热性能的电热丝材料。
它由铜和镍两种金属组成，能够在较低的电压下提供较高的加热效果。
铜镍合金电热丝适用于工作温度在200℃以下的环境。
4. 钛合金电热丝
钛合金电热丝是一种高温电热丝材料，由钛和其他合金元素组成。
它具有优良的耐高温性能和抗氧化腐蚀性能，可在高温环境下提供稳定的加热性能。
钛合金电热丝适用于工作温度在
1000℃以上的环境。
除了上述材料外，还有许多其他的电热丝材料，如铬铁合金电热丝、镍铁合金电热丝、钨铜合金电热丝等。
不同的电热丝材料适用于不同的工作温度和环境，可以根据具体需求选择合适的材料。
电阻材料和电热材料
3.金属氧化膜电阻器 在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物，所 以高温下稳定，耐热冲击，负载能力强。
4.合成膜电阻 将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得，因此也叫漆膜电阻。 由于其导电层呈现颗粒状结构，所以其噪声大，精度低，主要 用他制造高压，高阻，小型电阻器。
3.石墨。
·新型非金属电热材料的市场应用前景
一：民用采暖 1：常规地暖、墙暖。 2：高温浴霸产品。180---220度 3：高温对流取暖器加热芯片220—260度 4：鱼缸加热
以上产品为真空硬板类型；柔性膜型
二：工业加热（取代传统金属电热材料） 1：塑料机械行业（220度以下加热）挤塑机、注塑机、吹塑机、
开发价廉质优的各种新型基板材料。浆料与包封材料，如 SIC基板。瓷釉基板。 G-10环氧树脂板等，贱金属系浆料。树 脂浆料等，高温稳定性良好的包装材料与玻璃低温包封材料等。
采用各种新型片式元器件，如微型封装结构器件(SOT),功率 微型模压管，大功率晶体管，各种半导体集成电路芯片，各种 片式电阻器。电容器。电感器与各种片式可调器件。 R网络。 C网络。 RC网络。二极管网络。三极管网络等。
2.2电阻材料和电热材料
2.2.1 电阻材料 2.2.2 电热材式 电阻器、混合集成电路中的薄膜和厚 膜电阻器、可变电阻器和电位等所用 的电阻体材料。
☆主要功能是调节和分配电能。
☆用作分压、调压、分流、发热及滤 波器件。
☆电阻材料主要包括绕线电阻材料、 薄膜电阻材料和厚膜电阻材料。
绕线电阻器的缺点：体积大、阻值较低，大多在100KΩ以下。 另外，由于结构上的原因，其分布电容和电感系数都比较大，不 能在高频电路中使用。
常用电热材料及元件的品种和特点
常用电热材料及元件的品种和特点
电热材料是指在电流通过时能够产生热量的材料。
常见的电热材料及
元件包括电阻丝、电热膜、热电偶和发热片等。
1.电阻丝：电阻丝是一种常用的电热材料，主要由镍铬合金或铜镍合
金制成。
电阻丝具有较高的电阻率和较好的导电性能，能够在电流通过时
产生较大的热量。
电阻丝的特点是耐高温、耐腐蚀、稳定性好，但是容易
断裂和氧化。
2.电热膜：电热膜是一种薄膜状的电热材料，由导电材料、绝缘材料
和粘合剂组成。
电热膜具有柔软、薄型和可裁剪等特点，可以直接贴合在
各种物体表面进行加热。
电热膜的特点是启动快、温度均匀、能耗低，但
是对机械力和环境兼容性要求较高。
3.热电偶：热电偶是一种用于测量温度的电热材料和元件，由两种不
同的导电材料组成。
热电偶的工作原理是根据两种不同导电材料的接触处
的温度差产生的热电势来测量温度。
热电偶的特点是测温范围广、响应速
度快、精度高，但是对外界电磁场和振动敏感。
4.发热片：发热片是一种多孔的电热材料，由导电聚合物和导电粉体
混合成形而成。
发热片主要通过电阻加热的方式产生热量。
发热片的特点
是发热均匀、能耗低、使用寿命长，但是对机械强度和散热条件要求较高。
以上所述仅是常见的电热材料及元件的品种和特点，实际上还有其他
类型的电热材料和元件，如石墨发热体、电加热器、发热电容器等。
这些
电热材料和元件在工业生产和家庭生活中有着广泛的应用，能够提供高效、方便和安全的加热效果。
加热材料种类
加热材料种类随着科技的不断进步，加热材料的种类也越来越多样化。
加热材料是指用来传递热能的物质，常用于加热设备、热工实验以及工业生产中的加热过程。
下面将介绍几种常见的加热材料。
1. 电热丝电热丝是一种常见的加热材料，通常由镍铬合金或铁铬铝合金制成。
它具有优良的导电性能和高温耐受性，在加热设备中应用广泛。
电热丝通过通电产生热量，将电能转化为热能，使被加热物体温度升高。
2. 电热管电热管是由电热丝绕制而成的管状加热元件。
它可以根据需要制作成不同形状和规格，广泛应用于加热设备中。
电热管通过通电使电热丝发热，进而将热量传递给被加热物体，实现加热的目的。
3. 电磁加热材料电磁加热材料是一种利用电磁感应产生热能的加热材料。
它通常由导电材料制成，通过交变电流在导体中产生涡流，从而产生热量。
电磁加热材料具有加热速度快、效率高等优点，被广泛应用于工业生产中的加热过程。
4. 激光加热材料激光加热材料是一种利用激光束产生热能的加热材料。
它通过将激光束聚焦到被加热物体上，使物体表面产生高温，实现加热的目的。
激光加热材料具有加热速度快、加热均匀等特点，在微电子制造、焊接等领域得到广泛应用。
5. 红外线加热材料红外线加热材料是一种利用红外线辐射产生热能的加热材料。
它通过将电能转化为红外线辐射，将热量传递给被加热物体，实现加热的目的。
红外线加热材料具有加热效果好、加热均匀等特点，广泛应用于热工实验、医疗设备等领域。
6. 热导材料热导材料是一种能够传导热能的材料。
它具有良好的导热性能，可以将热量从高温区域传递到低温区域。
热导材料广泛应用于导热设备、散热器等领域，可以提高设备的散热效果，保证设备的正常运行。
总结起来，加热材料种类繁多，每种材料都有其特点和适用范围。
在选择加热材料时，需要根据具体的加热需求和工作环境来进行选择，以确保加热效果的同时，保证设备的安全和稳定运行。
电热材料和热电材料的研究现状与发展
专业：金属材料工程学号：1040602209姓名：郝小虎电热材料和热电材料的研究现状与发展一热电材料的研究现状与发展１传统热电材料的研究现状从实用的角度来看，只有那些无量纲优值接近１的材料才被视为热电材料。
目前已被广泛应用的主要有３种：适用于普冷温区制冷的ＢｉｚＴｅａ类材料，适用于中温区温差发电的ＰｂＴｅ类材料，适用于高温区温差发电的ＳｉＧｅ合金。
1.1Ｂｉ－Ｔｅ系列ＢｉＺＴｅａ化学稳定性较好，是目前ＺＴ值最高的半导体热电体材料。
一般而言，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓｎ等杂质的掺杂可形成Ｐ型材料，而过剩的Ｔｅ或掺人Ｉ，Ｂｒ，Ａｌ，Ｓｅ，Ｌｉ等元素以及卤化物掩Ｉ，ＣｕＩ，ＣｕＢｒ，ＢｉＩ３，ＳｂＩ３则使材料成为ｎ型。
在室温下，Ｐ型ＢｉｚＴｅａ晶体的Ｓｅｅｂｅｃｋ系数。
最大值约为２６０ｐＶ／Ｋ，ｎ型ＢｉｔＴｅａ晶体的ａ值随电导率的增加而降低，并达到极小值－２７０ｔ，Ｖ／Ｋ１６１，Ｂｉ２Ｔｅ。
材料具有多能谷结构，通常情况下，其能带形状随温度变化很小，但当载流子浓度很高时，等能面的形状将随载流子的浓度而发生变化。
室温下它的禁带宽度为0.13ｅＶ，并随温度的升高而减少。
1.2Ｐ１ｒＴｅ系列ＰｂＴｅ的化学键属于金属键类型，具有ＮａＣｌ型晶体结构，属面心立方点阵，其熔点较高（１０９５Ｋ），禁带宽度较大（约０．３ｅＶ），是化学稳定性较好的大分子量化合物。
通常被用作３００－９００Ｋ范围内的温差发电材料，其Ｓｅｅｂｅｃｋ系数的最大值处于６００－８００Ｋ范围内。
ＰｂＴｅ材料的热电优值的极大值随掺杂浓度的增高向高温区偏移。
ＰｂＴｅ的固溶体合金，如ＰｂＴｅ和ＰｂＳｅ形成的固溶体合金使热电性能有很大提高，这可能是由于合金中的晶格存在短程无序，增加了短波声子的散射，使晶格热导率明显下降，故使其低温区的优值增加。
但在高温区，其ＺＴ值没有得到很好的提高，这是由于形成ＰｂＴｅ－ＰｂＳｅ合金后，材料的禁带明显变窄，导致少数载流子的影响增加，结果没能引起高温区ＺＴ值的提高［７１。
常用电热材料及元件的品种和特点
550
有金属罩壳式面板、碳化硅板，铸造（铁或铜）板等形式；其特点是内部电热元件通电发热面板外壳不带电，使用安全
用作辐射加热干燥物件、饮食烹调、加热、保温；广泛用于轻纺、食品、印刷等工业中
片状电热元件（简称电热片或电热圈）
550
以云母做骨架，绕以扁形电热合金带作发热体外层在复以绝缘层（云母），外壳为金属薄片；或以陶瓷做外壳，内设电热合金做的、发热源
使用时须配调压装置；材料价较高；使用于实验室及特殊高温要求的设备中
石墨
3000
电阻温度系数大，须配调压装置；由于500℃左右开始氧化，其速度随温度升高而加剧，所以高温使用时须置于真空或还原性气氛中
电热元件类
非金属陶瓷类
硅碳棒、管
（碳化硅）
SiC
1450
高温强度高；质硬而脆，电阻值一致性较差；易老化，电阻值随使用时间而增大
一般用于管道外包复加热
带状电热元件（简称电热带或加热线）
100～500
用电热合金单线或绞线经编织成带状，外层为绝缘材料组成，特点为柔软可随意成形，通电发热表面不带电
用于管道、储罐补偿加热、防冻；日用电器中的电暖制品、农业烘箱（孵鸡箱）、暖房中，使用方便安全
注；复合电热元件的最高使用温度，根据组成元件的绝缘材料与外包金属或其他材料性能的不同，其使用温度有幅度较大的等级，需按制造厂产品说明选用，
使用时须配调压装置；对不同炉型适应性差；对三相供电设备，在调换元件时应一相（三相）同时调换，以使电网三相保持平衡
硅钼棒
（二硅化钼）
MoSi2
1700
抗氧化性能好，不易老化；正向电阻温度系数较大；室温下硬而脆。高温1350℃开始变软而具延展性，低温下不易形成保护性SiO2氧化膜
碳纤维电热原理
碳纤维电热原理
碳纤维电热材料是一种具有优异导电和加热性能的新型材料。
其工作原理是利用碳纤维导电性能良好，能够将电流迅速传导到整个材料的特性。
当电流通过碳纤维材料时，电能会转化为热能，导致碳纤维表面温度升高。
在电热系统中，碳纤维电热材料通常被加工成薄片、线或布料的形式。
这样的形态可以满足不同应用场景对电热材料形状和尺寸的需求。
碳纤维电热材料的加热效果与其电阻率有关。
通常情况下，当电阻率较低时，电热效果就会更好。
此外，电热材料的加热速度也与电流大小相关。
较大的电流能够加快材料的加热速度，但需要注意的是电流过大可能会导致碳纤维过热损坏。
在使用碳纤维电热材料时，我们需要通过外部的电源将电流传送到碳纤维材料上。
电流的大小和时间可以通过控制电源的电压和工作时间来调节。
通常情况下，电压越高，电流越大，材料的加热速度就越快。
碳纤维电热材料在许多领域有广泛的应用，例如汽车座椅加热装置、地板加热系统以及医疗用品等。
其优点包括加热速度快、加热均匀、能耗低等。
总体来说，碳纤维电热材料通过将电能转化为热能，实现对物体的加热。
通过控制电源的电压和工作时间，可以调节加热速
度和温度。
碳纤维电热材料的特点使其在许多领域有着广泛的应用前景。
电热元件的种类
电热元件的种类一、电阻丝加热元件电阻丝加热元件是最常见的一种电热元件，在家庭电器中广泛应用。
它由高电阻率的合金丝制成，通过电流通过丝材产生的电阻加热来实现加热效果。
电阻丝加热元件具有响应速度快、加热均匀、可靠性高等优点，常见的应用包括电热水壶、电热炉等。
二、电热膜加热元件电热膜加热元件是一种采用薄膜材料制成的电热元件。
电热膜可以分为有机电热膜和无机电热膜两种类型。
有机电热膜由聚酯薄膜和铜箔组成，具有柔韧性和导热性好的特点，广泛应用于汽车座椅加热、暖风机等领域。
无机电热膜由金属氧化物材料制成，具有较高的使用温度和耐腐蚀性能，常用于高温加热设备。
三、电热管加热元件电热管加热元件是一种采用金属导体或合金导体制成的管状加热元件。
电热管的管壁上包裹着电热丝，当电流通过电热丝时，电热丝产生的电阻会使管壁发热，从而实现加热效果。
电热管加热元件具有加热速度快、温度控制精度高等优点，广泛应用于工业加热设备、电热水器等领域。
四、石墨加热元件石墨加热元件是一种采用石墨材料制成的电热元件。
石墨具有良好的导电性和导热性，可以快速将电能转化为热能。
石墨加热元件广泛应用于高温加热设备、真空炉等领域，其优点是加热速度快、加热均匀、使用寿命长。
五、电热合金加热元件电热合金加热元件是一种采用电热合金制成的电热元件。
电热合金是一种具有较高电阻率和较大电阻温度系数的合金材料，通常由铁、铬、铝、镍等金属组成。
电热合金加热元件具有耐高温、耐腐蚀、稳定性好等特点，广泛应用于工业烘烤炉、电热炉等领域。
电热元件的种类繁多，每种类型都有其特点和适用范围。
在实际应用中，根据具体的加热需求和环境条件选择适合的电热元件类型，可以提高加热效率、节约能源，并保证设备的安全稳定运行。
电热材料
波长在 4~5.6微米的射线称为远红外线，实际应 用的波 长范围是 2.5微米之间的波长。将电热合金丝穿入陶瓷或 石 英玻璃等材料制成的管中可以制成远红外加热元件，也可以 直接在金属管状电热元件或加热板（盘）表面涂覆和烧结一 层具 有远红外辐射功能的陶瓷涂料。远红外线辐射的效果取 决于材 料的性质。远红外线的加热效果又与被加热物体对其 选择性吸 收的能力有直接的关系。远红外线加热在家用电器 产品上多用 于取暖器具和厨房器具。前者的典型应用实例是 石英管暖风机， 后者的典型应用实例是电烤箱。还有一种特 种应用实例是医疗 保健性质家用电器如热敷器等。 远红外线加热的优点有：热效率较高；可进行遮断、反 射和 聚集；易于控制；对人体取暖、保健和食物加工有一种 特殊效果。 缺点是要靠电热合金等材料加热，石英管加热器 有相当部 分转化为可见光。
非金属电热材料主要有碳化硅、铬酸镧、氧化锆、二硅化钼等。 具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、电热转换效率高等优点，正在逐步 取代金属电热材料。 其中，MoSi2 以其较高的熔点、极好的高温抗氧化性、优异的 导电导热性和适中的密度而成为近年来研究的热点，被认为是目前 最有前途的高温结构材料. 非金属电热材料的主要缺点是价格昂贵， 使用条件苛刻，其中，难熔金属电热材料必须在真空或保护气氛中 使用。铁铬铝合金与镍铬合金相比，使用温度较高，电阻率较大， 电阻温度系数也小些，且价格便宜，但高温强度较低，电阻温度系 数也小些，且价格便宜，但高温强度低，使用过后冷态脆性较大。 镍铬合金价格较高，一般情况下多使用铁铬铝合金。金属类电热材 料通常被加工成线材螺旋形或波形结构，通电时容易产生感抗效应 造成能量损耗。
电热材料是用于制造各种电阻加热设备中的发热元件。普通的 电热材料可分为金属电热材料和非金电热材料两类。金属类电热材 料主要包括贵金属（Pt）、高温熔点金属（W、Mo、Ta、Nb）及 其合金、镍基合金和铁铝系合金（见表1）。其中，应用最广泛的 金属电热材料主要是镍铬合金和铁铝系合金。非金属电热材料主要 有碳化硅、铬酸镧、氧化锆、二硅化钼等。其中，MoSi2 以其较 高的熔点、极好的高温抗氧化性、优异的导电导热性和适中的密度 而成为近年来研究的热点，被认为是目前最有前途的高温结构材料。 非金属高温电热材料主要包括碳化硅、氧化锆、铬酸镧、二硅 化钼等，具有熔点高，抗氧化性好等特点，得到了广泛的研究和应 用。表2是不同非金属电热元件在大气环境下对应的安全使用温度。
常用的电热材料是有镍铬合 金和铁铬合金资料
P——导线的电阻率，铝线p=0.028Ω·mm²/m，铜线 p=0.017Ω·mm²/m；
L——线路的长度，m； I——线路的工作电流，A； S——导线的截面积，mm²。 根据电压损失的要求，导线截面积应满足线路电压损失要求，即
S≥2LpI（0.05Un） 式中Un——额定工作电压，V。
28 22 23 17 21 16 19 13 21 16 18 14 17 12
35 28 30 23 27 21 24 19 27 21 24 19 22 17
48 37 41 30 36 28 32 24 36 27 31 23 28 22
65 51 56 42 49 38 43 33 49 36 42 33 38 29
电工纯铁一般用于直流磁场中；硅钢片是电力和电信等工业的基础材 料，用量占磁性材料90%以上。硅钢片主要用于工频交流电磁器中，如 变压器、电动机、开关盒和继电器等的铁心，近年来冷轧硅钢片有取代 热轧硅钢片的趋势，冷轧无取向硅钢片主要用于小型叠片铁心，冷轧取 向硅钢片主要用作电力变压器和大型发电机的铁心。贴镍合金用于较高 的频率、弱磁场或要求磁导率特别高的铁心材料，常用于制作海底电 缆、电视、精密仪器用的各类特种变压器及精密仪表的磁元件等一类小 功率的磁性元件。铁铝合金常用来制作在弱磁场中工作的音频变压器、 脉冲变压器、灵敏继电器、磁放大器和电动机的磁屏蔽等。软磁铁氧体 是目前用途广、品种多、数量大、产值高的一种铁氧体，最常用的铁氧 体软材料有孟锌铁氧体和镍锌铁氧体。
项目
目标要求
配分
评分标准
扣分
得分
导线线径的 测量与截面 积的计算
利用游标卡 尺、千分尺测 量导线线径并 计算（多股、 单股）
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电热材料
电热材料
电热材料概念及分类
电热材料：利用电流热效应的材料。
一般应用
于电热器。
性能要求：高电阻率和低的电阻温度系数，在
高温时有良好的抗氧化性，并有长期的稳定性，有足够高的高温强度，易于拉丝。
分类：金属型和非金属型。
金属电热材料
金属类电热材料主要包括贵金属（Pt）、高温熔点金属（W Mo Ta、Nb）及其合金、镍基合金和铁铝系合金•应用最广泛的金属电热材料主要是镍铬合金和铁铝系合金。
贵金属及其合金：铂、铝铂、铜铂、铂铱合金
等，铱易挥发和氧化，能显著地提咼铂的耐腐蚀
性，具有高硬度、高熔点、高耐蚀能力和低的接
触电阻。
重金属及其合金：钨等，可用于工业炉中。
镍基合金：铬镍合金、铬镍铁合金等。
这类
合金的特点是以氧化铬构成表面保护膜，耐蚀性
强，高温强度高，成型加工和焊接性能好。
缺点
是价格高。
高电阻电热合金、高温合金、精密合
金、耐热合金、特种合金、不锈钢等都是常见和
常用的镍铬合金•
铁基合金：铁铬铝合金、铁铝合金等。
具有高的电阻
率和硬度，密度较小（6.5〜7.2g/mm3），抗振动和抗冲击性能良好。
在450 C和700 C左右分别有脆化区，在高温下
长期使用，晶粒容易粗化，因而高温抗蠕变性能
和室温韧性较低，但电阻率高，抗氧化性良好，且价格便宜，因而应用广泛。
非金属电热材料
非金属电热材料主要有碳化硅、铬酸镧、氧化锆、二硅化钼等。
具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、电热转换效率高等优点，正在逐步取代金属电热材料。
其中，MoSi2以其较高的熔点、极好的高温抗氧化性、优异的导电导热性和适中的密度而成为近年来
研究的热点，被认为是目前最有前途的高温结构材料.非金属电热材料的主要缺点是价格昂贵，使用条件苛刻，其中，难熔金属电热材料必须在真空或保护气氛中使用。
铁铬铝合金与镍铬合金相比，使用温度较高，电阻率较大，
电阻温度系数也小些，且价格便宜，但高温强度较低，电阻温度系数也小些，且价格便宜，但高温强度低，使用过后冷态脆性较大。
镍铬合金价格较高，一般情况下多使用铁铬铝合金。
金属类电热材料通常被加工成线材螺旋形或波形结构，通电时容易产生感抗效应造成能量损耗。
碳化硅SiC电热元件俗称硅碳棒，是以高纯度
的绿色SiC为主要原料，经2 200 C高温再结晶
制成的非金属发热体，最高使用温度为1 350 C，
其电阻随使用温度和时间而变化。
它具有碳化硅
制品的一系列物理化学特性，可显示出无机高温
结构材料的一系列优越性能［6,7］。
普通SiC
发热体的使用温度为1 400 C左右，采用高温均
热烧结、表面喷涂陶瓷、添加特殊物质以及冷端
在熔融硅中浸渍处理等技术而特制的碳化硅发热
体的使用温度可提高1 600〜1 650C （见表3），
在氩气气氛中甚至可高达1 800C ［8］。
正常连续使用寿命一般在2 000h以上，还具有直接使用商业电源的电阻性能［9］。
此外，有专利报道［10］，通过向碳化硅中加入粘合剂，所述粘合剂为纤维素类物质，粘合剂占碳化硅重量的0.8〜1.2%，采用了连续高温烧成的工艺，获得了碳化硅发热部各项性能指标均达到碳化硅行业标准，电阻值偏差缩小，红热均匀度偏差缩小，烧成成品率提高，成产周期缩短，耗能大大降低的碳化硅电热元件。
SiC电热元件的主要优点是热辐射能力强，可精确控制温度；在工业应用上，通常加工成棒状、条状、板状和U形等，使用方法简单，可并联、串联、混联使用，可水平或竖直安装；性价比较高；是中高温工业电炉和实验电炉最常用的电热元件[11,12]。
被广泛的应用于陶瓷、玻璃、耐火材料等高温工业领域。
碳化硅粉易升华分解，一般碳化硅陶瓷都是用粉末冶金法制备。
二硅化钼：具有金属与陶瓷的双重特性，是一种性能优异的高温材料。
极好的高温抗氧化性，抗氧化温度高达1600C以上。
主要应用作发热元件、
集成电路、高温抗氧化涂层及高温结构材料。
MoSi2发热元件是在高温
下工作的电阻发热元件，通常称作“硅钼棒”。
是一种可用于多种气氛的高温发热元件，尤其适用于氧化性气氛，其最高使用温度已经达到1 850 C ［21］。
主要用于冶金化工、玻璃、陶瓷、电子电工、半导体材料等工业领域以及实验室的重要设备。
最早的二硅化钼发热元件是由瑞典Kanthal公司于1 947年研制发明的，并于20世纪90年代初将二硅化钼发热体的实用温度提高到了1 850 C,即Kanthal Super 1900 型发热元件，而且外观平直，抗弯强度高达450MPa［21,22］。
而国内现有的二硅化钼发热元件的抗弯强度约为150MPa且塑性差，不能做成形状复杂的发热体，阻碍了其在电炉中的应用。
所以，国产二硅化钼发热元件
与与瑞典KANTHA啲Super系列MoSi2发热元件相比，在大型尺寸和复杂形状发热元件的制备、发热元件的抗弯强度、使用温度和使用寿命等方面还存在着较大差距［23］。
主要存在的问题是二硅化钼的室温脆性、低温氧化以及咼温强度低
和易咼温蠕变等，常常使其应用范围受到限制，在一些特殊环境
下使用时难以正常服役。
而且国产MoSi2发热元件在国际市场的价格仅仅是KANTHAL Super系列的1/10。
所以，改进国产MoSi2 粉体的制备技术，优化MoSi2发热元件的成形工艺和冷热端的扩散接合工艺•
目前，对二硅化钼发热体材料的改性主要是通过合金化和复合化的途径实现的。
合金化MoSi2基高温结构材料主要是通过合金化
Al、Re Nb Co W B等实现的。
氧化锆发热体
氧化锆发热元件是在氧化气氛下使用温度高达2 000〜2 200C的超高温电阻发热元件，也是目前国内外使用温度最高的发热元件［20］。
氧化锆发热体材料具有高的熔点（2 700°C）,在氧化气氛中的稳定性好，以及到一定温度范围可由绝缘体转变为导电体等特点。
因此，不需要保护气氛就可以直接在空气中间歇或连续使用，在1
800 C以上（最高温度可以达到 2 400 C ）可连续使用1 000h以上，在2 000 C到室温之间的间歇使用可达数百次，所以是一种优良的新型咼温发
热兀件，被广泛用做超咼温电炉的发热元件。
影响氧化锆电导能力的主要因素有稳定剂的种类及加入量、氧化锆晶粒尺寸的大小、气孔率高低以及所处环境温度等。
表4是由CaO稳定的ZrO2棒体在不同温度下的电阻率。
石墨：耐高温性好，导电性比一般非金属矿高
一百倍。
导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
常
温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有
机溶剂的腐蚀。
韧性好。
一般在还原性气氛或真
空下使用，最高温度可达3000 Co
问题及结论
非金属陶瓷电热材料与金属电热材料相比具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、电热转换效率高等优点，正逐步取代金属电热材料。
但是非金属电热材料自身也存在许多缺点：
(1)碳化硅材料在1 350 C以上高温氧化气氛中使用，易造成碳化硅元件因强烈氧化而烧损，制约了其在更高温度领域的广泛应用。
(2)铬酸镧材料合成工艺与烧结工艺匹
配的问题解决得还不是很理想，在某种程度上阻碍了
产品的开发速度，与国外产品存在较大差距。
（3）ZrO2发热元件只能在有保护装置和
辅助加热元件的条件下使用，而不能单独使用用于加热，在很大程度上限制了其发展应用。
（4）二硅化钼虽然是一种性能介于金属
与陶瓷之间的金属件化合物，具有金属和陶瓷的双重性能。
但是，二硅化钼仍室温韧性差和咼温强度低的缺点限制了其发展应用。
综上所述，单纯的金属电热体和非金属电热材料都存在一些问题。
二硅化钼是一种性能介于金属与陶瓷之间的金属件化合物，具有
金属和陶瓷的双重性能，被认为是一种最具有发展前途的高温结构材料。
目前，国内外主要是通过合金化和复合化的手段对其进行增强并取得了一定的成就，已经开发制备出MoSi2-ZrO2、MoSi2-TiC、
MoSi2-AI2O3 等多种MoSi2 基高温结构材料。
电热材料的研究现状
电热材料是用于制造各种电阻加热设备中的发热元件。
普通的电热材料可分为金属电热材料和非金电热材料两类。
金属类电热材料主要包括贵金属（Pt）、高温熔点金属（W Mo Ta、Nb）及其合金、镍基合金和铁
铝系合金（见表1）。
其中，应用最广泛的金属电热材料主要是镍铬合金和铁铝系合金。
非金属电热材料主要有碳化硅、铬酸镧、氧化锆、二硅化钼等。
其中，MoSi2 以其较高的熔点、极好的高温抗氧化性、优异的导电导热性和适中的密度而成为近年来研究的热点，被认为是目前最有前途的高温结构材料
[2]。
非金属电热材料
非金属高温电热材料主要包括碳化硅、氧化锆、铬酸镧、二硅化钼等，具有熔点高，抗氧化性好等特点，得到了广泛的研究和应用。
表2是不同非金属电热元件在大气环境下对应的安全使用温度。