Werkingsbeginsel van SIC-verwarmingselementen

Het werkingsprincipe van siliciumkoolstofstaven is gebaseerd op de halfgeleiderkenmerken en fysische en chemische eigenschappen van de belangrijkste grondstof, hoogzuiver siliciumcarbide.Vanuit het perspectief van geleidbaarheidBij kamertemperatuur zijn er weinig vrije dragers en een hoge weerstand.elektronen absorberen energie en springen naar de geleidingsband om stroom te vormenDe trillingen van het raster helpen de elektronemigratie om de weerstand te verminderen, en wanneer de temperatuur stijgt, neemt de bandbreedte af.De verhoging van de dragerconcentratie zorgt ervoor dat de weerstand verandert met een negatieve temperatuurcoëfficiëntWat het verwarmingsmechanisme betreft, volgt volgens de wet van Joule dat wanneer de stroom door de silicium-koolstofstaaf gaat, de botsing tussen de drager en het rooster warmte genereert.
Tijdens het werkproces vertonen verschillende temperatuurstadia verschillende kenmerken: de weerstand neemt langzaam af van kamertemperatuur tot 400°C;de weerstand daalt aanzienlijk vanaf 400-700°C en de oxidatiesnelheid versnelt, waarvoor een snelle temperatuurverhoging nodig is; boven 700°C vormt zich op het oppervlak een dichte silicondioxide beschermende film, de oxidatiesnelheid vertraagt en komt hij in een stabiel werkgebied terecht.Om de stroomstabiliteit te waarborgen, is een verstelbare transformator of thyristor-vermogensregulator nodig om de spanning in real time aan te passen aan de temperatuur.de hoge thermische geleidbaarheid van de siliciumkoolstofstaaf maakt het mogelijk om de warmte snel naar het oppervlak over te brengenDe zelf gegenereerde siliciumdioxide beschermende film op het oppervlak kan voorkomen dat zuurstof binnendringt en de levensduur verlengen.Wanneer echter de weerstand abnormaal toeneemt, warmte-stress mechanische breuken veroorzaakt of chemische corrosie de oxidefilm vernietigt, zal de silicium-koolstofstaaf falen.