Kanthal AF mixtura 837 resistōhm alchroma Y mixtura fecralis

Kanthal AF est mixtura ferritica ferro-chromio-aluminii (mixtura FeCrAl) ad usum in temperaturis usque ad 1300°C (2370°F). Haec mixtura insignitur excellenti resistentia oxidationis et optima stabilitate formae, quae longam vitam elementorum efficit.

Kan-thal AF typice in elementis calefactionis electricae in furnis industrialibus et apparatibus domesticis adhibetur.

Exempla applicationum in industria apparatuum sunt in elementis micae apertis pro tostris, siccatoribus capillorum, in elementis meandris pro calefacentibus ventilatis et ut elementa spiralis aperta in materia fibra insulante in calefacentibus ceramicis vitreis in caminis, in calefacentibus ceramicis pro laminis coquendi, spiralibus in fibra ceramica formatis pro laminis coquendis cum focis ceramicis, in elementis spiralibus suspensis pro calefacentibus ventilatis, in elementis filis rectis suspensis pro radiatoribus, calefacentibus convectionis, in elementis hystricis pro sclopetis aeris calidi, radiatoribus, siccatoribus volubilibus.

Summarium In hoc studio, mechanismus corrosionis mixturae commercialis FeCrAl (Kanthal AF) durante recoctione in gas nitrogenii (4.6) ad 900°C et 1200°C delineatur. Experimenta isothermica et thermocyclica cum variis temporibus expositionis totalibus, celeritatibus calefactionis, et temperaturis recoctionis peracta sunt. Experimenta oxidationis in aere et gas nitrogenii per analysin thermogravimetricam peracta sunt. Microstructura per microscopiam electronicam scandentem (SEM-EDX), spectroscopiam electronicam Auger (AES), et analysin fasciculi ionum focalizati (FIB-EDX) describitur. Resultata ostendunt progressionem corrosionis per formationem regionum nitridationis subterraneae localizatarum, ex particulis phasis AlN compositarum, fieri, quae activitatem aluminii minuerunt et fragilitatem et spallationem causant. Processus formationis Al-nitridi et accretionis squamae Al-oxidi a temperatura recoctionis et celeritate calefactionis pendent. Inventum est nitridationem mixturae FeCrAl celeriorem esse quam oxidationem per recoctionem in gaseo nitrogenio cum pressione partiali oxygenii humili et causam principalem degradationis mixturae repraesentare.

Introductio Mixturae metallorum ex FeCrAl (Kanthal AF ®) notae sunt propter resistentiam oxidationis excellentem in temperaturis elevatis. Haec proprietas excellens ad formationem squamae aluminae thermodynamicē stabilis in superficie pertinet, quae materiam contra ulteriorem oxidationem protegit [1]. Quamvis proprietates resistentiae corrosionis excellentes habeant, vita partium ex mixturis metallicis FeCrAl fabricatarum limitari potest si partes frequenter cyclis thermalibus in temperaturis elevatis exponuntur [2]. Una ex causis huius est quod elementum squamam formans, aluminium, in matrice mixturis in area subterranea consumitur propter repetitas fissuras et reformationem squamae aluminae per thermo-ictus. Si contentum aluminii reliquum infra concentrationem criticam decrescit, mixturis non iam squamam protectivam reformare potest, quod oxidationem catastrophicam per formationem oxidorum ferro et chromio celeriter crescentium efficit [3,4]. Secundum atmosphaeram circumstantem et permeabilitatem oxidorum superficialium, hoc oxidationem internam vel nitridationem ulteriorem et formationem phasium non desideratarum in regione subterranea facilitare potest [5]. Han et Young demonstraverunt in mixturis NiCrAl formantibus squamas aluminae, complexum schema oxidationis internae et nitridationis evolvi [6,7] per cyclos thermales ad temperaturas elevatas in atmosphaera aerea, praesertim in mixturis quae continent fortes nitridores sicut Al et Ti [4]. Squamae oxidi chromii nitrogenio permeabiles esse notae sunt, et Cr2N vel ut stratum sub-scalae vel ut praecipitatum internum formatur [8,9]. Hic effectus gravior esse expectari potest sub condicionibus cyclorum thermalium, quae ad fissuras squamarum oxidi et ad reductionem efficaciae eius ut impedimentum nitrogenio ducunt [6]. Modus corrosionis ergo regitur a certamine inter oxidationem, quae ad formationem/conservationem aluminae protectivae ducit, et ingressum nitrogenii qui ad nitridationem internam matricis mixturis per formationem phasis AlN ducit [6,10], quae ad spallationem illius regionis propter maiorem expansionem thermalem phasis AlN comparatae cum matrice mixturis ducit [9]. Cum mixturae FeCrAl temperaturis altis in atmosphaeris cum oxygenio vel aliis oxygenii donatoribus, ut H₂O vel CO₂, exponuntur, oxidatio est reactio dominans, et squama aluminae formatur, quae oxygenio vel nitrogenio in temperaturis elevatis impermeabilis est et protectionem contra eorum intrusionem in matricem mixturae praebet. Sed, si atmosphaerae reductionis (N₂+H₂) et fissurae squamae aluminae protectivae exponuntur, oxidatio localis per disruptionem incipit per formationem oxidorum Cr et Ferich non protectivorum, quae viam favorabilem diffusioni nitrogenii in matricem ferriticam et formationi phasis AlN praebent [9]. Atmosphaera nitrogenii protectiva (4.6) saepe in applicatione industriali mixturarum FeCrAl adhibetur. Exempli gratia, calefactores resistentiae in furnis curationis caloris cum atmosphaera nitrogenii protectiva exemplum sunt applicationis late diffusae mixturarum FeCrAl in tali ambitu. Auctores referunt ratem oxidationis mixturarum FeCrAlY considerabiliter tardiorem esse cum recoquuntur in atmosphaera cum pressionibus partialibus oxygenii humilibus [11]. Propositum studii erat determinare utrum recoctio in nitrogenio (99.996%) gaseoso (4.6) (gradus impuritatum O2 + H2O < 10 ppm secundum specificationem Messer®) resistentiam corrosionis mixturae FeCrAl (Kanthal AF) afficiat et quo usque haec a temperatura recoctionis, eius variatione (cyclo thermali), et celeritate calefactionis pendeat.