Молибденът дисилицид (MoSi2)
Молибден дисилицид е рефрактерен церед (керамично-метален композит) използван главно като материал на нагревателния елемент. Това е желателно материал за високотемпературни пещи, поради високата си точка на топене и добра устойчивост на корозия. Нагревателните елементи на молибден силицид се произвеждат чрез различни енергоемки процеси като механично легиране, синтез на горене, синтез на шок и горещо изостатично пресоване.
MoSi₂ нагреватели могат да достигнат температури на отопление до 1900°C. Недостатъци за използване молибден силицид са ниската му издръжливост при околната среда условия и високотемпературни пълзящи. Нейната крехкост при стайна температура изисква много внимателно боравене. Повишената издръжливост се постига при неговата температура на прехода с крехкост-сфероклипа около 1000 °C. По-високата степен на припляемост, от друга страна, кара нагревателния елемент лесно да се деформира при високи температури. Най-често срещаният тип на MoSi2 елемент е 2-опашка фиба дизайн, който обикновено се окачва през покрива на пещта, и се намира около стените на пещта. Други форми са на разположение често съчетани с керамични изолационни изстислни, които осигуряват както механична поддръжка, така и топлоизолация като интегрирана опаковка.
Силициев карбид (SiC)
Това е вид керамика, произведен чрез рекристализация или реакционно свързване на SiC зърна при температури над 2100°C. Нагревателните елементи на силициев карбид са порести тела (обикновено 8-25%) където атмосферата на пещта може да реагира чрез напречното сечение на материала. Целият нагревателен елемент може да бъде постепенно окислен, което води до увеличаване на свойствата на електрическото съпротивление на елементите с течение на времето (обикновено наричани "стареене") Променливо напрежение обикновено се изисква за поддържане на желаната мощност от елементите чрез постепенно увеличаване на напрежението към елементите по време на техния живот. Това стареене в крайна сметка ограничава живота и производителността на нагревателния елемент.
Силициевият карбид има много свойства, които го правят подходящ за производство на нагревателни елементи за много високи температури на обслужването. Тази керамика няма течна фаза. Което означава, че елементите няма да се изкривят или деформират поради пълзене при всяка температура, и не се изискват опори вътре в пещта. SiC директно сублимират при температури около 2700 °C. Освен това, той е химически инертен от повечето технологични течности и има висока твърдост и нисък коефициент на топлинно разширение. Силициевите карбидови нагреватели могат да достигнат температурите на загряване около 1600 до 1700°C.
Графит
Графит е минерал, съставен от въглерод, където атомите са разположени в шестоъгълна структура. Този минерал, също синтетична форма, е добър термичен и електрически проводник. Графитът може да генерира топлина при температури над 2000 ° C. При високи температури, електроустойчивост значително се увеличава. Освен това, тя може да издържа на термични удари и не става крехък дори и след бързи цикли на отопление и охлаждане. Основният недостатък на използването на графит е тенденцията му да се окислява при температури около 500°C. Продължителната употреба в този диапазон в крайна сметка води до консумация на материала. Графитни нагревателни елементи обикновено се използват във вакуумни пещи, където кислород и други газове се евакуират от отоплителната камера. Липсата на кислород не само предотвратява окисляването на разтопените метали, но и самият нагревателен елемент.
Молибден, Волфрам, и Тантал
Това са огнеупорни метали с подобни свойства като графит, когато се използват като нагревателни елементи. Сред тези метали, волфрам има най-високата работна температура, но и по-скъпо. По отношение на жизнеспособността молибденът е по-популярен, тъй като е най-малко скъп, но все още е по-скъп от графит. Подобно на графит, те могат да се използват само във вакуумни условия, тъй като имат силна свързваща афинитет с кислород и дори водород и азот. Те започват да се окисляват при температури около 300 до 500°C.
Положителен термичен коефициент (PTC) материали
Типичен материал PTC е каучук, но може да бъде и керамика. PTC гумата е изработена от полидиметилсилоксан (PDMS) с въглеродни наночастици. PTC нагревателите имат уникално свойство, в което нагревателят поддържа или ограничава тока, като има повишено електрическо съпротивление с увеличаване на температурата. Това прави материала безопасен и подходящ за употреба в облеклото. Първоначално, нагревателят източи пълна мощност и се нагрява поради съпротивлението си. Устойчивостта на материала се увеличава с повишаващата се топлина и след това действа като изолатор. Това се постига без необходимост от обратна връзка.
