SIC Isıtma Elemanlarının Çalışma Prensibi

  Silisyum karbon çubuklarının çalışma prensibi, ana hammaddesi olan yüksek saflıkta silisyum karbürün yarı iletken özelliklerine ve fiziksel ve kimyasal özelliklerine dayanmaktadır. İletkenlik açısından bakıldığında, silisyum karbür geniş bant aralıklı bir yarı iletkendir. Oda sıcaklığında, az sayıda serbest taşıyıcı bulunur ve direnç yüksektir. Güç açıldıktan sonra, elektronlar enerji emer ve akım oluşturmak için iletim bandına sıçrar. Örgü titreşimi, direnci azaltmak için elektron göçüne yardımcı olur ve sıcaklık yükseldiğinde, bant aralığı genişliği azalır. Taşıyıcı konsantrasyonundaki artış, direncin negatif bir sıcaklık katsayısı ile değişmesine neden olur. Isıtma mekanizması açısından, Joule yasasını takiben, akım silisyum karbon çubuğundan geçtiğinde, taşıyıcı ile örgü arasındaki çarpışma ısı üretir.
  Çalışma süreci boyunca, farklı sıcaklık aşamaları farklı özellikler gösterir: direnç oda sıcaklığından 400℃'ye yavaşça düşer; direnç 400-700℃ arasında önemli ölçüde azalır ve oksidasyon hızı hızlanır, bu da hızlı bir sıcaklık artışı gerektirir; 700℃'nin üzerinde, yüzeyde yoğun bir silisyum dioksit koruyucu film oluşur, oksidasyon hızı yavaşlar ve kararlı bir çalışma alanına girer. Güç kararlılığını sağlamak için, sıcaklığa göre voltajı gerçek zamanlı olarak ayarlamak için ayarlanabilir bir transformatör veya tristör güç regülatörü gereklidir. Ek olarak, silisyum karbon çubuğunun yüksek termal iletkenliği, ısısının hızla yüzeye aktarılmasını sağlar, böylece ısıtılan nesneyi radyasyon ve konveksiyon yoluyla ısıtır. Yüzeyindeki kendiliğinden oluşan silisyum dioksit koruyucu film, oksijenin nüfuz etmesini engelleyebilir ve hizmet ömrünü uzatır. Ancak, direnç anormal şekilde arttığında, termal gerilim mekanik kırılmaya neden olur veya kimyasal korozyon oksit filmini tahrip ederse, silisyum karbon çubuğu arızalanır.