494 电加热管研发实例-绝缘导热填充材料

电加热管中导热绝缘填充材料的基本要求是导热性好，绝缘性好，高温下性质稳定，与电热丝及管套材料等相容性好等。

目前电加热管中常用的导热绝缘填充材料有氧化铝、石英砂、氧化镁等，其中氧化镁应用最广泛（结晶完好的氧化镁不与水、碳酸气等反应，适于低中高各温区，尤其在温度高于400℃时）。

氧化镁基本特性

氧化镁：MgO，分子量40.311，晶格常数a=4.212；密度3.6～3.8g/cm³，导热系数（热导率，25℃）26～36W/(m.℃)，比热0.8～0.9kJ/(kg.℃)，热膨胀系数（25℃）1.38*10^-5℃^-1。

氧化镁类型

氧化镁类型很多，电加热管中宜选用电工级的电熔结晶氧化镁。

电熔结晶氧化镁是将菱镁矿在2800℃左右电弧熔化，得到大块结晶氧化镁，再经粉碎、研磨、筛分、磁选等得到电熔结晶氧化镁粉，纯度可达96%以上。

细分类型中，又有普通型（吸水率<1.5%）、低温防潮型（吸水率<0.05%）、中温防潮型（吸水率<0.1%）、高温型（吸水率<0.1%）等，可根据电加热管工作条件具体选用。

氧化镁防潮及电阻率

氧化镁具有较强的吸潮性，吸潮较多时影响导热和绝缘性能。

氧化镁生产后放置一年以上时，可在500℃下干燥4小时以上；短期保存时，使用前可在150℃下干燥1小时以上。

电加热管中氧化镁电阻率不应低于如下值：

5.0*10⁹Ω.cm（600℃）

1.5*10⁹Ω.cm（700℃）

3.0*10⁸Ω.cm（800℃）

8.0*10⁷Ω.cm（875℃）

5.0*10⁷Ω.cm（900℃）

1.4*10⁷Ω.cm（975℃）

1.0*10⁷Ω.cm（1000℃）

3.0*10⁶Ω.cm（1100℃）

氧化镁粉的粒度及配比

氧化镁粉粒最好是圆颗粒，颗粒尺寸通常用目来表示；目的含义为1平方英寸内筛网的网孔数，如100目即1平方英寸内有100个网孔；颗粒目数越大，则颗粒尺寸越小。

氧化镁粉粒过小时，易吸潮；过大时，在缩管压实时易伤电热丝，因此颗粒尺寸要适宜，且需要不同尺寸的颗粒有适宜的配比，便于注粉及后续压实获得较好的效果。

通常粗粉（40～100目）可占约40%，中粉（100～200目）可约占40%，细粉（200～325目）可约占20%（均指质量分数）。

电加热管管径不同，氧化镁颗粒及配比也有所不同，如：

电加热管直径6～8mm时，粗粉（60～140目）可约75%，中粉（140～200目）约15%，细粉（200～325目）约10%（均为质量分数）。

电加热管直径8～12mm时，粗粉（50～140目）可约76%，中粉（140～200目）约11%，细粉（200～325目）约13%（均为质量分数）。

电加热管直径12～18mm时，粗粉（40～140目）可约88%，中粉（140～200目）约7.5%，细粉（200～325目）约4.5%（均为质量分数）。

氧化镁粉粒当量热导率

氧化镁粉粒的当量热导率低于其纯物质热导率，大小与加粉密度直接相关。

通常要求加粉振实后密度大于2.3g/cm³，缩管压实后应大于3.0 g/cm³（实际可能在2.8～3.2 g/cm³范围内）。

压实密度在1.4～2.2 g/cm³之间时的当量热导率的参考数据如下图所示（1Btu/(ft.h.F)=1.73073W/(m.℃)）。

氧化镁粉的当量热导率也随温度变化。压实密度2.85g/cm³时，250℃时其当量热导率约为0.0215kcal/(cm.℃.h)，即2.52W/(m.℃)；950℃时0.015kcal/(cm.℃.h)，即1.76W/(m.℃)；该温度区间内平均0.018kcal/(cm.℃.h)，即2.1W/(m.℃)

氧化镁粉的当量热导率也随温度变化。压实密度2.85g/cm³时，250℃时其当量热导率约为0.0215kcal/(cm.℃.h)，即2.52W/(m.℃)；950℃时0.015kcal/(cm.℃.h)，即1.76W/(m.℃)；该温度区间内平均0.018kcal/(cm.℃.h)，即2.1W/(m.℃)（数据来源：搜狐号“@盐城飞宇电热”；www.ycfyhj.com）。