מוליבדן דיסיליציד (מוסי2)
מוליבדן disilicide הוא cermet עקשן (מרוכבים קרמיקה מתכתית) המשמש בעיקר כחומר גימיק אלמנט. זהו חומר רצוי עבור תנורים בטמפרטורה גבוהה בשל נקודת ההיתוך הגבוהה שלה עמידות בפני קורוזיה טובה. מוליבדן סיליסייד התחממות אלמנטים מיוצרים על ידי תהליכים עתירי אנרגיה שונים כגון סגסוגת מכנית, סינתזת בעירה, סינתזת הלם, ולחיצה איזוסטטית חמה.
תנורי חימום מסוג MoSi₂ יכולים להגיע לטמפרטורות חימום של עד 1,900 מעלות צלזיוס. חסרונות לשימוש מוליבדן סיליסייד הם הקשיחות הנמוכה שלה בתנאי הסביבה זחילה בטמפרטורה גבוהה. שבירותו בטמפרטורת החדר מחייבת טיפול זהיר מאוד. קשיחות מוגברת מושגת בטמפרטורת המעבר הפריכה-רקיע שלה סביב 1,000 מעלות צלזיוס. שיעור זחילה גבוה יותר, לעומת זאת, גורם לאלמנט החימום לעוות בקלות בטמפרטורות גבוהות. הסוג הנפוץ ביותר של אלמנט MoSi2 הוא עיצוב סיכת ראש 2-שוק, כי הוא תלוי בדרך כלל דרך הגג של תנור, וממוקם סביב קירות התנור. צורות אחרות זמינות לעתים קרובות בשילוב עם לשעבר בידוד קרמי המספקים תמיכה מכנית ובידוד תרמי כחבילה משולבת.
סיליקון קרביד (SiC)
זהו סוג של קרמיקה המיוצר על ידי recrystallization או תגובה מליטה של גרגרי SiC בטמפרטורות מעל 2,100 מעלות צלזיוס. אלמנטים חימום קרביד סיליקון הם גופים נקבוביים (בדרך כלל 8-25%) שבו אווירת התנור יכולה להגיב דרך חתך הרוחב של החומר. אלמנט החימום כולו עשוי להיות מחומצן בהדרגה מה שמוביל לעלייה בתכונות ההתנגדות החשמלית של האלמנטים לאורך זמן (המכונה בדרך כלל "הזדקנות") אספקת מתח משתנה נדרשת בדרך כלל כדי לשמור על תפוקת החשמל הרצויה מן האלמנטים על ידי הגדלה הדרגתית של המתח לאלמנטים במהלך חייהם. הזדקנות זו מגבילה בסופו של דבר את החיים והביצועים של גומר החימום.
סיליקון קרביד יש תכונות רבות שהופכות אותו מתאים להכנת אלמנטים חימום עבור טמפרטורות שירות גבוהות מאוד. לקרמיקה הזו אין שלב נוזלי. כלומר, אלמנטים לא לשקוע או לעוות עקב זחילה בכל טמפרטורה, ואין תמיכה נדרשים בתוך התנור. SiC ישירות סובלימציה בטמפרטורות סביב 2,700 מעלות צלזיוס. יתר על כן, הוא אינרטי מבחינה כימית מרוב נוזלי התהליך ויש לו קשיחות גבוהה מקדם נמוך של התפשטות תרמית. תנורי סיליקון קרביד יכולים להשיג טמפרטורות חימום של 1,600 עד 1,700 מעלות צלזיוס.
גרפיט
גרפיט הוא מינרל המורכב מפחמן שבו האטומים מסודרים במבנה משושה. מינרל זה, גם צורתו הסינתטית, הוא מוליך תרמי וחשמלי טוב. גרפיט יכול ליצור חום בטמפרטורות העולות על 2,000 מעלות צלזיוס. בטמפרטורות גבוהות, ההתנגדות החשמלית שלו עולה באופן משמעותי. יתר על כן, הוא יכול לעמוד זעזועים תרמיים ולא הופך שביר גם לאחר מחזורים מהירים של חימום וקירור. החיסרון העיקרי של שימוש גרפיט היא הנטייה שלה להתחמצן בטמפרטורות סביב 500 מעלות צלזיוס. המשך השימוש בטווח זה בסופו של דבר גורם לצריכת החומר. אלמנטים חימום גרפיט משמשים בדרך כלל תנורי ואקום שבו חמצן וגזים אחרים מפונים מתא החימום. היעדר חמצן לא רק מונע חמצון של מתכות מותכות, אלא גם את גידם החימום עצמו.
מוליבדן, טונגסטן וטנטלום
אלה הם מתכות עקשן עם תכונות דומות כמו גרפיט כאשר נעשה שימוש כמו אלמנטים חימום. בין מתכות אלה, טונגסטן יש את טמפרטורת ההפעלה הגבוהה ביותר, אלא גם יקר יותר. במונחים של כדאיות, מוליבדן הוא פופולרי יותר שכן הוא הכי פחות יקר אבל הוא עדיין יקר יותר גרפיט. כמו גרפיט, הם יכולים לשמש רק בתנאי ואקום שכן יש להם זיקה מליטה חזקה עם חמצן ואפילו מימן וחנקן. הם מתחילים להתחמצן בטמפרטורות סביב 300 עד 500 מעלות צלזיוס.
חומרים מקדם תרמי חיובי (PTC)
חומר PTC טיפוסי הוא גומי אבל יכול להיות קרמיקה גם כן. גומי PTC עשוי פוליאדימיאתילסילוקסן (PDMS) עם חלקיקי פחמן. תנורי PTC יש תכונה ייחודית שבה התנור שומר או מגביל את הזרימה הנוכחית על ידי בעל התנגדות חשמלית מוגברת כמו הטמפרטורה עולה. זה עושה את החומר בטוח ומתאים לשימוש בבגדים. בתחילה, התנור שואב עוצמה מלאה ומתחמם בשל התנגדותו. ההתנגדות של החומר עולה עם החום העולה ולאחר מכן פועל כמבודד. הדבר מושג ללא צורך בלולאת משוב כלשהי.
